Zürich <--> Stelvio

Zonnige ontmoetingen in Oost Zwitserland en directe omgeving - per fiets

Deel 1: Zürich tot Liechtenstein

^^^ Tijdens onze fietsvakantie in Oost Zwitserland en aanpalende gebieden kwamen we op het vlak van zonne-energie toepassingen de nodige byzondere installaties tegen. Dit is een close-up van een wel heel erg onverwacht exemplaar. Een (niet functioneel) systeem met CIGS dunnelaag cellen van het veelbesproken Amerikaanse bedrijf ... Nanosolar. Zie verderop voor meer details.

Specials:
Surprise 1: Nanosolar
Surprise 2: "Weltneuheit" Flums Seilanlage

Summary
The webmaster of Polder PV went cycling for almost 4 weeks with his partner in the eastern part of Switzerland and in adjacent countries. Lots of solar installations were seen during the random tours, some of them of a special kind. This webpage shows you a first series with examples of many of these encounters, in the region between Zürich and Liechtenstein. More will follow. Enjoy!

Photo report part 2 (Liechtenstein and west Austria up till Reschenpass)
Photo report part 3 (Reschenpass, Vinschgau/Prad, Stilfser Joch)
Photo report part 4 (final) (Prad - Engadin - Rhine valley - Furka Pass - Zürich)

Introductie
De webmaster van Polder PV stapte met zijn partner, en vergezeld van de @Biohummer en een @EcoSUVfie, in de namiddag van 1 september 2013 Leiden Centraal op de trein, reisde naar Amsterdam Centraal, en nam daar de CityNightLine naar Zürich, hoofdstad van Zwitserland. Daar vandaan werd vanaf 2 september vrijwel de gehele route (op enkele veerboten na) gefietst, waarbij delen van centraal en oost Zwitserland werden aangedaan. Maar ook Liechtenstein, Vorarlberg en Tirol (Oostenrijk), en een stukje Zuid-Tirol (NW Italië) werden met een bezoekje vereerd (met als hoogtepunt dagtocht Stilfser Joch).

Tijdens de 26 fietsdagen (zo'n 1.500 km) werden weliswaar niet heel veel kilometers gemaakt, maar vaak wel een aanzienlijke hoeveelheid hoogtemeters overbrugd. Zwitsers willen fietsroutes nogal eens over lokale weggetjes naar een paar honderd meter boven het dal liggende dorpjes verwijzen, en vaak moet je ook nog eens (steil!) op en neer, wat een behoorlijk grote aanslag op de oude beentjes doet, zeker met volle bepakking (kampeeruitrusting etc.). Daarnaast hebben we de nodige "grote passen" gedaan, waarbij je al snel vele honderden meters tot meer dan een kilometer de hoogte in gaat en - de grote beloning - weer naar beneden. We hebben alle dagen gekampeerd, dat is voor ons geloof ik een unicum, en dat lag voor een groot deel ook aan het bovenmatig mooie weer wat we de meeste dagen hebben gehad.

In het hier onder getoonde kaartje is onze gereden fietstraject ingetekend. Daarbij zijn drie kleuren gebruikt. Paars voor de "main-course", met volle bepakking trekkend van de ene naar de andere camping. In blauw de dagtochten die we samen vanuit een camping hebben gedaan op de fiets met slechts 1 tas met noodzakelijk spul (1 dag met door partner gehuurde mountainbike, Val Sinestra). In donkergroen twee dagtochten door alleen de webmaster, terwijl zijn partner een rustdag nam.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Uiteraard, u bent op Polder PV, zijn de ogen niet alleen op het overdadig aanwezige natuurschoon gericht geweest, maar ook op het inmiddels al "zeer zichtbare" geplaatste potentieel aan zonne-energie systemen en enkele andere "modaliteiten" die energie uit hernieuwbare bronnen opwekken. We zijn in alle bezochte landen verrassend veel PV en - maar dat wist ik al - uitbundige toepassing van thermische zonne-energie tegengekomen. De focus op deze fotopagina zal vooral op de specialiteit van Polder PV liggen: zonnestroom opwekkende systemen. Ook in dat opzicht zijn we weer enkele verrassingen tegengekomen.

De lange foto serie is chronologisch weergegeven, en is vanwege de lengte in stukken geknipt. Voor "niet-zon" gerelateerde technieken komt nog een apart stukje, want die zijn zonder meer ook de moeite waard.

Starting up: centraal - oost Zwitserland. Zürich > Liechtenstein

Omgeving Thalwil (kanton Zürich). Je hoeft niet ver te fietsen, of je ziet thermische zonnecollectoren in Zwitserland. Dit is een bescheiden setje van 2 stuks, "boven de pannen". Heel veel systemen in de Alpenlanden zijn echter "tussen de pannen" gemonteerd. Dit soort systemen kunnen in de Alpenlanden gerust als "ingeburgerd" worden gezien, al is er nog zat potentieel.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Baar (N. van Zug in gelijknamige kanton). Al snel is het "raak". Byzonder huis met schuine glazen pui, een "pyramidevormige" lay-out met 10 multikristallijne "black-line" modules op een licht hellend daksegment, en ... een deelsysteem met 6 panelen vertikaal op de zuidelijke gevel. Vertikale oriëntaties komen in Nederland zelden voor (instralingsschijf: plm. 70% van max. instraling bij zuid oriëntatie). Ik heb er diverse voorbeelden van gezien in Zwitserland en omgeving. Mogelijk dat dit - naast beperkte dakruimte - deels heeft te maken met voorziene meeropbrengsten van sterk reflecterende sneeuw die in de Alpenlanden lang kan blijven liggen? Of ze vinden het gewoon mooi. Dat kan ook...

Stofzuiger fabriek Späni in Steinen bij Lauerzersee (kanton Schwyz). 216 monokristallijne modules op dak (eerste foto), mogelijk tegen de 50 kWp totaal. Dak heeft last van schaduw van de opbouw. Er zijn ook drie modules op het aanpalende gebouw geplaatst, vertikaal op de muur (2 panelen rechts) cq. op een houder, schuin gezet (1 paneel links, tweede foto). Mogelijk is dat gebouw van een andere eigenaar (garagehouder?).

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Particuliere woning nabij Vierwaldstättersee, een van 2 sets met elk 4 rekken met 16 vacuümbuizen voor een thermisch systeem waarbij ongetwijfeld ook een koppeling met het interne huisverwarming systeem is gemaakt. Vacuümbuizen zijn in Duitstalige landen al lang ingeburgerd (ruim 10% van totale afzet), in Nederland nog slechts sporadisch te vinden.

Beckenried / zuid oever Vierwaldstättersee (Nidwalden). Thermisch collector systeem met 18 receptoren op - vermoedelijk - een kleine sporthal.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Emmetten, O. van Beckenried (Nidwalden). Fraai dak-geïntegreerd PV-systeem met 20 moderne monokristallijne black-line modules (met 3 busbars per cel), gemonteerd "tussen de pannen". Zowel in het ook op esthetisch vlak vaak veeleisende Zwitserland, als in de aanpalende landen hebben we een behoorlijk aantal van dat soort "dakgeïntegreerde" systemen gezien. Ook in dat opzicht lopen deze landen mijlenver voor op Nederland, waar dat nog een zeldzaamheid is.

Surprise 1: Nanosolar


Voor: c-Si, achter: Nanosolar CIGS dunnelaag.


Enkelassige tracker met c-Si modules


Kleurverschillen CIGS cellen. Beide systemen - zwaar - beschaduwd in ochtenduren.

Close-up: Typische Nanosolar metal-wrap-through elektrode structuur - en patroon.

Imperfecte cel - verkleuring van een van de depositie lagen op de cel?


Onderzijde Nanosolar systeem - helaas geen module ID stickers, losse DC kabels.

KLIK op plaatjes met blauw kader voor uitvergroting

Oberdorf (ZW. van Buochs, Nidwalden). Deze serie van 6 foto's van 2 PV-installatie(s) geeft de eerste - zeer grote - verrassing te zien. Het betreft ten eerste twee niet aan het net (of accu's) aangesloten PV systemen, die in de schaduw van een rijtje bomen, bijna tegen elkaar aan geschoven, in een hoekje van het terrein van het bedrijf Glas Trösch blijken te staan. Dat ligt op een industrieterreintje in Oberdorf zuidelijk van het militaire vliegveld en de aanpalende E35, bij Buochs, op de westoever van de Engelberger Aa (monding Engelberger Tal in westelijke deel Vierwaldstätter See). De eerste deelinstallatie (2e en 3e foto) bestaat uit een enkelzijdige tracker, met metalen poten op 3 betonsokkels. De laatste foto, genomen van de onderzijde van het vast opgestelde, achterste, "byzondere" systeem laat duidelijk zien dat de DC pluggen van de modules er los bijhangen en nergens op zijn aangesloten, wat ook voor de tracker werd vastgesteld. Ergo: beide systemen staan daar werkeloos te wezen. De niet functionerende, fors door de er oostelijk van staande boompjes beschaduwde tracker, blijkt een standaard multikristallijn, 72-cels module type te bevatten (32 stuks). Het enigma betreft de tweede, "vaste" opstelling.

De meeste foto's, genomen van de tweede installatie die op een vast frame is gemonteerd (kennelijk zelfbouw, deels met houten liggers en zo te zien steiger onderdelen), met een hellingshoek van naar schatting 25 graden, geven kristalhelder weer in welke richting we de producent van de hier toegepaste, unieke 48 stuks dunnelaag modules moeten zoeken. Want ik heb daar ruim 4 jaar geleden, op 13 september 2009 nog een uitgebreid artikel aan gewijd. Toen de producent op het punt leek te staan om de wereld te gaan veroveren met een commercieel product wat de concurrentie zou doen verbleken. Het gaat natuurlijk om het Amerikaanse bedrijf Nanosolar, waar gigantische sommen risico kapitaal in zijn gestoken in de loop der jaren (o.a. van de Franse atoomboer E.D.F.). De onmiskenbare celvorm, een spectaculair nieuw type, roll-to-roll geproduceerd CIGS productie proces, en het uiteindelijk in discrete cellen "opgesneden" eindproduct met een hoogst karakteristiek, uniek aanzicht (metal-wrap-through patroon van elektrodes), laten er geen twijfel over bestaan. De vaste opstelling bevat dus, zeer verrassend, Nanosolar "utility" modules die, verdwaald in een verloren hoekje van een glasbedrijf in het hart van (zonnig) Zwitserland, uit hun spreekwoordelijke neus staan te eten!

Kennelijk als gevolg van het productie proces van de modules zien we op de detail foto's dat de celrijen iets ten opzichte van elkaar zijn verschoven. De op een na laatste foto toont een "probleemcel" waar iets met het inbeddingsmateriaal gebeurd schijnt te zijn. Een duidelijke asymmetrische verkleuring, waarvan op termijn mogelijke effecten op het rendement van het paneel verwacht kunnen worden, aangezien het om in serie gekoppelde cellen betreft. Overigens zijn er ook kleurtint verschillen tussen de "normale" cellen onderling (ook wel bij kristallijne modules voorkomend), van groenig getint tot licht- en donkerpaars. Wat op nog niet geperfectioneerde bulkprocessen zou kunnen duiden.

Op module niveau zijn eerder reeds (vanuit de lucht!) door de altijd extreem goed geïnformeerde industrie insider Edgar Günter verkleuringen gesignaleerd bij een installatie met Nanosolar zonnepanelen in de Verenigde Staten (post 29 nov. 2012). Deze voortvarende en zeer diepgravende analist heeft eerder al soortgelijke cel verkleuringen bij trackers met de wereldberoemde monokristallijne back-contact SunPower modules gevonden (post 7 maart 2013), en zette daar kritische kanttekeningen bij. Edgar heeft zeer interessante berichten over de geheimzinnige dunnelaag producent Nanosolar gepost op zijn wereldvermaarde blog Gunther Portfolio (overzicht), en ging zelfs actief op zoek naar de toen nog met veel "mist" omgeven eerste installaties met hun modules (bijv. deze in Luckenwalde, Z. van Berlijn). Hij deed dat later nog eens "dunnetjes" over in zijn homeland, U.S.A., zelfs bij installaties op militaire terreinen (o.a. deze). Hij ontdekte dat in sommige installaties modules met een nog "relatief bescheiden" efficiëntie van 10 procent waren gebruikt (nominaal vermogen 200 Wp), terwijl tijdens een forum een 11% module (mind you, met 10 procent plus/min tolerantie...) werd getoond. Ik heb echter helaas géén module stickers in de Zwitserse installatie gezien, dus waarschijnlijk is het daar om nog zeer voorlopige experimentele precursors gegaan en zijn het mogelijk geen "commerciële productie modellen" geweest.

Toekomst Nanosolar ongewis
Intrigerend was dat Nanosolar systeem natuurlijk beslist, in de monding van dat prachtige Engelberg dal in de Urner Alpen. Mogelijk is Glas Trösch, gezien hun activiteiten, betrokken geweest bij de ontwikkeling van een speciaal soort float-glas voor dit unieke module type? Zelfs al zou dat het geval zijn geweest: kennelijk heeft het allemaal niet geholpen. De veelbelovende technologie lijkt vooralsnog niet de (efficiëntie) doorbraak te hebben bereikt die het in potentie in zich had. Gunther Portfolio meldde in hun laatste Nanosolar bericht van 10 juli 2013, dat in U.S.A. een on-line veiling van de productie apparatuur van de Amerikaanse tak van het bedrijf zou plaatsvinden in augustus. En dat een onbekende ... Zwitserse investeerder de productie faciliteit van de Duitse dochter Nanosolar GmbH in Luckenwalde zou gaan overnemen. Waar vervolgens kristallijne (!) "utility" modules geproduceerd zouden moeten gaan worden (waarvan wordt geclaimd dat die "in de product portfolio" zouden zitten??), naast "innovative niche products for residential BIPV". Zie ook het oorspronkelijke, bericht op de website van Nanosolar GmbH, en een artikeltje van PV-magazine.com. We zijn benieuwd wat daar uiteindelijk uit gaat komen, het zou een enorme - doch beslist niet als zodanig geformuleerde - trendbreuk in het business-model van dit bedrijf gaan worden. Die volledig op een CIGS dunnelaag "utility panel" was gericht, en beslist niets met een c-Si module had te maken. Of de destijds gesuggereerde "4 miljard dollar aan contracten" nog ergens in een la liggen, klaar om ingevuld te gaan worden door de nieuwe investeerder in Nanosolar, waag ik echter te betwijfelen...

De twee "geparkeerde" PV-installaties zijn zelfs op Google Maps te vinden, direct rechtsonder de ZO. punt van de grote loods van Glas Trösch. Op deze lokatie. Wat zou kunnen betekenen dat ze al geruime tijd daar zielig staan te staan zonder zonnestroom op te wekken. De twee wezenlijk verschillende module types (c-Si resp. CIGS) zijn zelfs daar van elkaar te onderscheiden.

Voor meer goede close-up foto's van een "showcase rooftop system", met oudere Nanosolar modules met een nominaal vermogen van (slechts) 160 Wp, zie Edgar Günther's blog post van 24 januari 2011.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Dallenwil in Engelbergtal (Nidwalden), gebouw van firma Lisibach AG, wat beschermende afdekkingen cq. "daken" voor caravans e.d. maakt. Forse platdak installatie op 2 daksegmenten. Het dak bevat volgens een artikel (pdf) van de wereldberoemde thermische zonne-energie specialist Jenni Energietecnik AG (Oberburg, bekend van Swiss Solartank) een oppervlakte van 174 vierkante meter aan zonnecollectoren. Het systeem is geoptimaliseerd om met name in de herfst en lente maximaal van de zoninstraling te profiteren (o.a. 60 graden hellingshoek), en om slechte dagen middels gigantische warmte buffers te overbruggen. Er zijn o.a. twee enorme oude, reeds aanwezige oliereservoirs, met elk een inhoud van 25.000 liter (!), omgebouwd tot solar heat buffers die met lokaal geoogste schapenwol zijn geïsoleerd. 40% van de via drie buffers (incl. Swiss Solartank ex. met 16.000 buffercapaciteit) benutte warmte zou uit gratis zonlicht afkomstig zijn. Met dit enorme thermische systeem zouden drie huizen en het bedrijf van warmte worden voorzien. Waarbij 55% van de basis behoefte middels een grote houtkachel wordt geproduceerd. Ook hierin lopen landen als Zwitserland (en Oostenrijk) vér voor de rest van de meute uit.

In genoemd pdf is er ook sprake van een batterij PV-modules met een gezamenlijk oppervlak van 16 m², die o.a. het stroomverbruik van de pompen zou moeten compenseren. Ik zie op de foto echter minimaal 36 zonnestroom opwekkende panelen, dus mogelijk is er later bijgeplaatst.

Dallenwil, Spezialitäten-Käserei Obermatt (beide foto's). Kaasboerderij een stukje verderop zuidwaarts (buurtschap Lätten), met dakvullende PV-installatie op oost (4x 42 = 168 modules, mogelijke ordegrootte 40 kWp), en een forse thermische zonnecollector installatie met 40 collectoren op het schuine, op zuid gericht dak in het vrij nauwe Engelbergtal. Hier wordt geitenkaas op duurzame wijze geproduceerd!

Seelisberg-Oberdorf (kanton Uri, west oever Urner See). Beide foto's van een residentiële thermische collector opstelling, gewoon in de tuin boven de verhoogde wand van de dorpsstraat. In Alpenlanden doodnormaal, zo'n "vrije-veld" opstelling in de eigen tuin. In Nederland hoogstwaarschijnlijk vergunningsplichtig, met alle risico's die daar aan kleven. Wel een verzoek aan de eigenaar van dit fraais om wat van het welig tierende struikgewas weg te halen. Thermische collectoren zijn niet zo schaduw gevoelig als PV (zelfs: verre van), maar zo'n forse investering in 10 grote collector platen en de daar aan gekoppelde "heftige" interne boilder infrastructuur "mag" best een hoog rendement eisen. Toch?

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Altdorf (Uri). Tetris kent bijna iedereen. Ik maak er wel eens grapjes over m.b.t. sommige PV-systemen in Nederland, die qua configuratie zo uit dat populaire computer spel gehaald zouden kunnen zijn. In het buitenland zijn dat soort configuraties door een combinatie van lucratieve, investeringszekerheid biedende feed-in regimes, en vaak ook gemiddeld genomen grotere, weinig obstakels bevattende daken minder vaak te zien. Vandaar dat ik u dit - fraai uitgevoerde - exemplaar niet wilde onthouden. Ook nog eens volledig dak-geïntegreerd uitgevoerd. Een mooi "Tetris-exemplaar", dus, met linksboven 8 thermische collector platen. De rechterkant van het dak heeft een fraai uitgevoerd PV-systeem gekregen met maar liefst 40 smalle PV-modules. Geïntegreerd in het dak. Mogelijk betreft dit dunnelaag CIS modules van Würth Solar. Maar dat bedrijf heeft haar solar ziel en zaligheid in het voorjaar van 2013 opgegeven en lijkt te zijn gestopt met haar activiteiten. Doodzonde.

Erstfeld (Uri). Zonnepanelen kunnen de facto bijna overal worden toegepast. Zelfs op de hardware van de regionale netbeheerder. Hier in de vorm van 14 monokristallijne modules op het platte dak van een trafostation ten zuiden van Altdorf, niet ver van de noordelijke ingang van de beroemde, 57 kilometer lange Gotthard basistunnel (nog steeds onder constructie). En naast een uitvalsbasis van Rega Erstfeld, de bergreddings-helikopter dienst van kanton Uri.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Erstfeld (Uri). Fors, bijna dakvullende black-line (mono) PV-installatie met 31 modules, en bovenin ook nog 2 thermische collector platen. Ook deze systemen zijn "dak-geïntegreerd" ("tussen de pannen"), zoals bij veel Zwitserse huizen. Wie weet brachten die laatste 2 wel wat warm water op, op deze hete dag, voor het blauwe oplaasbare zwembad in de tuin...

KLIK op plaatje voor uitvergroting

ZW. van Schattdorf (dalbodem Z. van Altdorf, Uri). Grote boerderij(?) schuur met voldak PV-systeem, zoals we ze meer hebben gezien in Zwitserland (echter beslist niet op de enorme schaal die we van Duitsland kennen). 16 rijen in landscape hoog, 35 kolommen breed, en nog een rij van 13 modules rechtsboven. Totaal 573 monokristallijne modules. Indien van een wat ouder type (zeg, 230 Wp/stuk), zou het totale opgestelde vermogen zo'n 132 kWp kunnen zijn, op één daksegment. Onder de relatief hoge instraling in Zwitserland zou dat zeker zo'n 130 MWh/jaar moeten kunnen opleveren. Mogelijk meer, al moet rekening worden gehouden met partiële beschaduwing van met name de bergen ten westen van het dal, in de namiddag uren. NB: 130 MWh/jaar zou het equivalent zijn van het verbruik van 38 huishoudens als die 3.500 kWh/jaar zouden verbruiken. Nogmaals: van 1 schuin dak segment...

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Altdorf (Uri). 2 foto's van mooi dunnelaag BIPV systeem met modules dakpansgewijs over elkaar heen liggend op de lange zijdes, en een waterkerende membraan onder de array. Maar liefst 96 (!) modules van onbekend type.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Ook de windsurf activiteiten op de kleine Camping Windsurfing Urnersee in Flüelen (oost oever Urner See) worden met duurzame "prik" gevoed. Zowel met PV (8 monokristallijne modules) voor elektra, als met thermische collectoren (2 grote platen achteraan) voor duurzame warmte. Vanaf de camping duik je zo het water in...

Rüti / Linthal (kanton Glarus). 2 foto's. Een plat schuurdak geeft zat ruimte voor een imposante installatie met 4 grote thermische collector platen. Stevig frame er onder, leidingen aansluiten, en tappen maar! Noordelijk van Linthal in het gelijknamige dal, huis naast de Textilfabriken Cotlan AG. Kanton Glarus is lange tijd een groot textiel producent geweest, en is nog steeds bekend van de "Glarner Tüchli" (bonte zakdoeken).

Glarus / Linthal. 3 foto's van hetzelfde huis. De eerste 2 tonen een byzonder "eenzaam paneeltje", wat kennelijk als show object (?) vertikaal is bevestigd aan een stevig metalen tuin afrastering (aangesloten en wel op het net), richting zuid. Het was gezien het label afkomstig van een mij onbekende Chinese producent, CSE Solar, handelsnaam van Shandong Binzhou Zhongjie Solar Co., Ltd. uit Shandong. Op het schuine dak, richting west, ligt "het serieuze werk", een array van 25 multikristallijne modules van mogelijk hetzelfde, wat oudere type met 2 busbars per cel.

2 foto's van hetzelfde bedrijf, Wasser- und Elektrizitätswerk Walenstadt (WEW), een dorp aan de oostrand van de Walensee met o.a. een vertikaal opgehangen façade systeem bestaande uit landscape georiënteerde multikristallijne PV modules. De vertikaal gehangen zonnepanelen waren op twee gevels te zien, een op ZZO gericht, met 18 modules (foto). Maar "om de hoek" waren nog eens 6 - zwaar beschaduwde - exemplaren te vinden, geplaatst op de ONO gevel, en ook nog eens een stuk muur er naast als onoverkomelijke licht hinderpaal... De bergen op de achtergrond vormen het spectaculaire, de Walensee dominerende Churfirsten massief.

Het platdak systeem is ook op Google Maps te zien (lokatie). Het is door de bank genomen moeilijk om mooie foto's van platdak systemen te maken omdat je er vanaf de openbare weg (tenzij bij hoog standpunt) meestal weinig tot niets van ziet. Vandaar dat op foto pagina's als onderhavige zelden "sprekende" beelden van dergelijke installaties zijn te zien. We zijn er echter zeer veel tegengekomen, op kleine tot grote bedrijfsdaken. M.a.w.: we hebben spontaan veel meer opgestelde PV-capaciteit "ontdekt" dan de selectie op deze foto pagina's suggereert.

Huis in Tscherlach oostelijk van Walenstadt (St. Gallen), met zongerichte serre ("passieve" zonne-energie toepassing) en in de nok van het dak 24 monokristallijne zonnestroom opwekkende panelen.

Berschis (St. Gallen). Fraai afgewerkte "indak" BIPV installatie, met 54 dunnelaag modules van onbekend merk. In de Alpenlanden zijn we behoorlijk veel systemen tegengekomen (zowel met dunnelaag- als met "standaard" kristallijne modules) die op een dergelijke wijze "in" het dak waren ingepast.

Surprise 2: "Weltneuheit" Flums Seilanlage

KLIK op plaatje voor uitvergroting

"Wat heb ik nou aan mij fiets hangen?" was mijn eerste reactie toen ik dit bizarre tafereel zag vanaf het viaduct over de spoorlijn Walenstadt - Mels, iets benoorden het plaatsje Flums (St. Gallen). Het was echter inderdaad, wat ik al rap vermoedde: een of ander bizarre constructie waarin zonnepanelen waren opgehangen, die we hier vanaf de "achterzijde" zagen. En wat voor een PV-systeem! Toen we er naar toe fietsten bleek dat dit een spectaculaire, en wereldwijd waarschijnlijk "unieke" installatie betreft. Een door de in Flums zetelende firma Bartholet Maschinenbau AG (BMF Group AG) gebouwde "SOLAR WINGS Photovoltaik-Anlage", door stroomafnemer EWZ "Solaranlage Nuwa" gedoopt (zie hun installaties kaart). Waarbij talloze PV-modules zijn opgehangen in een waanzinnige constructie met dikke staalkabels, en er nota bene ook nog eens voor de hele installatie twee-assige tracking is toegepast om hoge opbrengsten te kunnen genereren...

Het geheel is ontstaan uit de jarenlange ervaring met staalkabel ophang technieken die gebruikt worden in de skilift- en kabelbaan bouw in de bergen, en daar is in deze unieke PV-installatie "maximaal" gebruik van gemaakt. Het systeem is ontworpen door PAMAG Engineering AG, ook uit Flums, in opdracht van het in Liechtenstein zetelende Solar Wings AG. Hier onder toon ik diverse andere aanzichten en detail foto's van dit byzondere systeem.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Vanaf een standplaats oostelijk van deze installatie is goed te zien hoe "vreemd" het geheel er uitziet voor mensen die gewend zijn aan "strakke", rechtlijnige PV-systemen. In 6 enorme overspanningen, zijn in totaal 10 "kolommen" met liggers met elk 8 modules opgehangen aan een gigantische kabel- en staalconstructie. Waarbij zowel de liggers, als de complete "ophanging" om afzonderlijke assen kunnen draaien, zodat de complete installatie "astronomisch" de zon kan volgen. Duidelijk is te zien dat elk van de 6 deelsegmenten vanwege de ophanging aan staalkabels licht is "doorgezakt", waardoor het geheel een gegolfd karakter heeft gekregen, vooral goed te zien als je het systeem vanuit oostelijke of westelijke richting bekijkt. Voorwaar een technische (ontwerp) uitdaging voor ingenieurs. Maar daarvan hebben ze er in Zwitserland een heleboel, en kennelijk hebben die hun werk goed gedaan.

In totaal zijn er begin 2010 480 kristallijne modules "opgehangen" in deze unieke constructie. Volgens documentatie van dit fascinerende project zou het om Sharp NU-E235 (235 Wp) modules gaan (60-cels panelen met 2 busbars per cel), en zou de door ons aanschouwde "complete" tracker installatie dus een totaal opgesteld nominaal vermogen van 112,8 kWp kunnen hebben. Daarnaast was er tijdens de meetperiode, waarbij gerept wordt van metingen aan slechts 320 modules in de tracker opstelling, nog een klein "referentie" systeem van 3,76 kWp opgesteld onder een vaste hoek. Dat laatste deelsysteem zou op de dichtstbijzijnde hoek van de opslag "loods" van de eigenaar van het systeem, de isolatie specialist Flumroc AG, zijn geplaatst. De reuzen-tracker staat ook op het terrein van dit bedrijf, aan de zuidzijde van de (open) opslag van talloze pallets met hoog gestapelde isolatie materialen. Een van de "doelen" van deze installatie was, om vorkheftrucs zonder problemen onder de tot zo'n 8 meter hoogte opgehangen module arrays te kunnen laten rijden, en toch op lokatie een grote hoeveelheid zonnestroom te kunnen opwekken zonder dat er een "gebouw" nodig was.

Op zowel Google Maps, als op Bing Maps, is wel de tracking installatie te vinden (let op schaduwen van de module "kolommen"!), maar het in het monitoring verslag afgebeelde plat dak "referentie" systeem niet. Mogelijk is dat na het verschijnen van het (definitieve) monitoring rapport van december 2011 weggehaald. Er zouden in totaal 7 stuks 10 kilowatt omvormer stations van het type Sunways NT 10000 zijn ingezet bij deze installatie (1 voor elk tracker "segment", en 1 voor de vaste opstelling op het dak).

De meest westelijk geplaatste "hoofdmast" van de tracker, waar enorme trekkrachten van de op staalkabels geplaatste module kolommen op uitgeoefend zullen worden. Alleen al het gewicht van de 480 modules in deze volledig "vrij" hangende tracker installatie is respectabel. Bij een gewicht van 20 kg per paneel (datasheet module), nog exclusief de kolomdragers en alle staalkabels, is alleen dat al 9,6 ton die permanent in de lucht gehouden moet worden, ook bij stormen en hoge sneeuwlasten. Er zijn in totaal 7 van dergelijke masten die deze klus moeten klaren. De PV-opstelling staat pal voor/deels boven grote hoeveelheden pallets met voorraden isolatiematerialen, waardoor dubbel grond gebruik wordt gerealiseerd.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Detail van de meest westelijke hoofdmast van de tracker. Links een van de motoren voor het beïnvloeden van de "horizontale tilt" van de hele installatie (waarmee de zonshoogte wordt gevolgd). De module "kolommen", bevestigd op schuin door het beeld lopende - vermoedelijk aluminium - balken, worden middels motoren in "vertikale" richting gestuurd (volgen van de zon "van oost naar west") door de middenin het beeld nog net zichtbare, dunste staalkabel.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Bevestiging van een van de module kolom dragers aan de stationaire onderste staalkabel. De vierkante kolom drager kan draaien om de op de kabel bevestigde houder met het ronde lagerhuis (voor aanpassing azimuth kolom).

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Ander zijaanzicht, met kennelijk een andere lagerhuis set-up van de kolommen (duidelijk klemconstructie op stationaire kabel zichtbaar). Let op de tint-verschillen tussen de zonnecellen in deze al wat oudere Sharp modules. Op de achtergrond de imposante rotswanden van het Churfirsten massief (Appenzeller Alpen boven de Walensee).

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Hier is een hele "module kolom" van onderaf te zien (met 8 zonnepanelen), met onderaan een van de twee draaipunten voor de azimuth tracking. De kolom wordt zijdelings met de dunne staalkabel bewogen, die aan een metalen uitsteeksel aan de schuin liggende kolomdrager is bevestigd.

Overview van de voor en boven de Flumroc isolatie materialen staande, in totaal zo'n 200 meter lange PV-installatie, met het majestueuze Churfirsten rotsmassief op de achtergrond. Let op de schaduwen van de hoogspannings-kabels en direct zuidelijk van de installatie staande hoogspanningsmast op het wegdek, die ook gedurende de middag (zeker bij lagere zonnestanden) over (het oostelijke deel van) de installatie schuiven. In de monitoring rapportage zijn de effecten van die beschaduwing, en die van de zuidelijk van de installatie staande hoogspanningsmast, zeer gedetailleerd gemeten en (grafisch) geanalyseerd.

Ondanks die schaduw "problemen", die de analisten van ZHAW inschatten op ongeveer 4-6% verlies per jaar, voor de tracking installatie geconstateerde spanningsverliezen vanwege behoorlijk lange DC-bekabeling (6% spanningsval rond middaguur, een fors verlies), en een niet vrije horizon vanwege hoge bergen rond het dal (geschat verlies plm. 6%), presteert deze dubbelzijdige tracker prima op jaarbasis. Geadviseerd wordt om dergelijke installaties compleet schaduwvrij te bouwen, om de theoretische meerwinst vanwege het tracking principe niet te veel in negatieve zin te laten beïnvloeden.

Daar tegenover staat dat door de compleet "vrij hangende" modules er een prima ventilatie plaatsvindt, waarvan het monitoring rapport claimde dat er een winst van 2-3% in het opgewekte vermogen mogelijk is t.o.v. de vaste platdak opstelling. Een ander groot voordeel van tracking is, dat met name in de ochtend- en namiddag uren er grote hoeveelheden zonnestroom worden opgewekt op momenten dat de vaak standaard richting zuid gerichte PV-capaciteit veel geringere hoeveelheden stroom op het net kunnen zetten.

KLIK op plaatje voor uitvergroting

Detail van vorige foto. Er bleken in de tracker installatie naast (merendeel) monokristallijne Sharp modules (met de "open diamantjes" tussen de cellen) ook enkele multikristallijne exemplaren te zijn opgenomen (uniforme celverdeling, vierkante cellen, lichtblauw van kleur). Kennelijk met vergelijkbare elektrische kengetallen als de mono's, anders zouden ze in dezelfde "string" opgenomen "mismatch" cq. systeemverliezen kunnen veroorzaken.

Het gemeten deel van de installatie zou volgens de documentatie van juni-juni (meetperiode 2010-2011) een specifieke opbrengst hebben vertoond van 1.360 kWh/kWp in een jaar tijd. Een opbrengst vergelijkbaar met dat van vaste opstellingen in het veel zonniger Zuid Italië. Het monitoring rapport claimt dat de gemeten opbrengst 36% hoger zou liggen dan de langetermijn verwachting voor dat van nieuw op te leveren "grote" PV-installaties in vaste opstellingen in Zwitserland. Er is niets bekend over de meerinvesteringen die voor een dergelijke installatie gedaan zullen moeten worden, en wat er dan over zou blijven van de vastgestelde meeropbrengsten vanwege de astronomische tracking. Gezien de enorme constructieve uitdagingen, en zelfs met de wetenschap dat er gebruik is gemaakt van jarenlange kennis uit de skiliften bouw, vraag ik me af wat er dan aan het eind van de "rit" nog zal overblijven van het "terugverdienmodel" ervan. Maar leuk blijft het natuurlijk zonder meer, zoiets zomaar op je weg tegenkomen.

De stroomproductie van de complete installatie zou 135.000 kWh per jaar zijn volgens een informatie bord bij de opstelling. Rond het middaguur zagen we op het display een actueel op het "beste moment" afgegeven AC vermogen van ongeveer 84 kilowatt (op 7 september 2013, dus al beslist niet meer bij een optimale zonshoogte). Uiteraard krijgt ook deze installatie een "feed-in tarief", onder de in Zwitserland vigerende "KEV" regelgeving.

Stroommix, handel
De opgewekte elektriciteit wordt volgens weer een ander infobord op deze lokatie verhandeld op de (zonne)stroombeurs van EWZ. Een van de tien grootste energiebedrijven van Zwitserland, met hoofdkantoor in Zürich, en belangen in kanton Graubünden. De onderneming zit tot over haar oren in waterkracht en participeert ook in kerncentrales in zowel Noord Zwitserland als in Frankrijk. Een van haar "stroomproducten" heet zelfs "EWZ Atommixpower", waarbij het bedrijf voor de klant aangeeft "Die Stromqualität und die Herkunft des Stroms sind kein Kaufkriterium". Het bedrijf is wel van plan te investeren in hernieuwbare bronnen en tot en met 2017 met name windstroom flink te doen toenemen (voorzien: 1,1 TWh extra), 90 GWh stroom uit biomassa bronnen, en 85 GWh zonnestroom erbij in de portfolio. Die laatstgenoemde 2 blijven dus een bescheiden deel van de in totaal 1,5 TWh die het bedrijf in 2012 zelf produceerde, en de bijna 5 TWh die ze in dat jaar (grotendeels van partners) verhandelde.

De certificering van de stroomproductie van de al 302 bij EWZ geregistreerde PV-installaties (incl. het hier besproken systeem, die het bedrijf "Solaranlage Nuwa" heeft gedoopt) verloopt via het "naturemade" kwaliteits-label, wat door de "Verein für umweltgerechte Energie" (VUE) wordt gecontroleerd. Dat is een koepel waarin organisaties als Konsumentenforum, Pro Natura, WWF Schweiz, Schweizer Verbände für erneuerbare Energien, grote stroomafnemers, en grotere energie productie bedrijven zoals EWZ zijn vertegenwoordigd.

EWZ is onderdeel van het Departement der Industriellen Betriebe van de Zwitserse hoofdstad Zürich.

http://www.solarwings.li/plant02.htm (korte impressie op pagina van de opdrachtgever uit Liechtenstein)

Mels (St. Gallen). Vlak voordat we via Sargans ons volgende "vakantieland", Liechtenstein zouden binnen fietsen kwamen we nog langs het station van Mels aan het begin van het Weistannental. Daar zagen wij alweer een "ongebruikelijke" PV-installatie, direct achter het perron, genaamd "Energiepark Mels", geopend in mei 2012. Twee "klassieke" dubbelassige trackers met elk 30 monokristallijn/sandwich Sanyo HIT-N240SE10 modules (totaal trackers: 14,4 kWp) staan daar achter een veldje met 160 stuks (30,4 kWp) op de grond gemonteerde rijen mono Schüco MPE 190 MS 06 zonnepanelen groene stroom op te wekken voor de lokale energieverzorger EW Mels. Een derde installatie viel zelfs mij in eerste instantie niet op: dat is een vertikaal georiënteerd façade systeem bestaande uit 36 stuks gitzwarte Solar Frontier SF150-L dunnelaag CI(G)S modules (totaal 5,4 kWp) op de zuidgevel van het gebouwtje met de banner.

Detail opname van 2 van de 3 deelsystemen: linksonder het kleine "vrije-veld" systeem op frames gemonteerd op een stuk volledig met grind bedekt grond. Erachter hoog optorenend een van de twee grote trackers.

Detail opname (ingezoomd) van de met gitzwarte Solar Frontier modules beklede gevel. Dit is een van de weinig commercieel succesvolle ondernemingen met een relatief hoog rendement hebbend dunnelaag module (CIS technologie). Een Japanse dochter van het internationale gas- en olie conglomeraat Shell...

De actuele productie resultaten van alle drie de deelsystemen zijn op het Sunnyportal te vinden: 30,4 kWp vrije-veld (Duits: "Freiland"), trackers, resp. façade systeem. Op dat portal worden specifieke producties geprognosticeerd van 971 (vrije-veld), 1.465 (trackers), resp. 697 kWh/kWp.jaar (façade).

Hoe nu verder? Op weg naar Liechtenstein. Ons volgende vakantiedoel, en op naar het tweede deel van deze uitgebreide fotoreportage... Zie ook hier voor het derde gedeelte. En, het weergaloze slot, numero vier, vindt u hier.

Kaartmateriaal

Landeskarte der Schweiz. Diverse kaartbladen, waaronder een fraai 1:300.000 overzichtsblad met heel Zwitserland, en de nodige 1:50.000 bladen. Mogelijk "beste topografische kaarten ter wereld".

Kümmerly+Frey. Zowel Velokarte als Wanderkarte series 1:60.000. Helaas erg duur, wel prima kaarten. Voor het door ons gefietste eerste traject Zürich - Liechtenstein:
Blad 6. Zürich
Blad 7. St. Gallen-Appenzellerland
Blad 11. Vierwaldstättersee
Blad 12. Glarnerland.

Webpagina voorbereid / opgemaakt 1-20 oktober 2013, upload 20 oktober 2013.