Solartannen liefern sauberen Winterstrom aus den Alpen

Für alpine Bedingungen entwickelt

Voirol ist Teil des Projektteams, das die Solartanne zusammen mit dem Praxispartner REG.LAS entwickelt hat und seit 2024 testet. Eine Solartanne besteht aus zwei Photovoltaik-Modulen, die in einem Winkel von 60 bis 75 Grad auf einer Unterkonstruktion aus Aluminium angebracht sind. «Die Module bilden eine stabile pyramidenförmige Konstruktion», erklärt Voirol. «Dadurch kann die Solartanne starken Windkräften trotzen und der schwere Schnee rutscht einfach von ihr ab.» Das sei ihr entscheidender Vorteil im Vergleich zu herkömmlichen Solaranlagen. Sie wurde speziell für die harschen Bedingungen der Alpen konstruiert. In den Alpen gibt es laut Voirol zwar bereits klassische Photovoltaik-Anlagen, doch von Dezember bis April oder gar Mai liefern diese kaum Strom – der Schnee bleibt auf ihnen liegen. In manchen Berggemeinden sieht man auch innovative Lösungen, wie zum Beispiel vertikal montierte Solarpanels. «Diese Konstruktionen sind allerdings teuer und verschatten zum Teil die PV-Module», sagt Voirol.

Um die Sicherheit und Langlebigkeit der Solartanne zu überprüfen, hat das SPF auf dem Solardach am Campus Rapperswil-Jona der OST verschiedene Belastungs- und Alterungstests durchgeführt. Dabei wurde auch getestet, wie gut das Solarmodul und seine Unterkonstruktion zusammen funktionieren. Die Ergebnisse: Die Solartanne hält einer drei Meter hohen Schneedecke und Böen mit Geschwindigkeiten von 50 Metern pro Sekunde stand. Dank der neu entwickelten Tests kann die Konstruktion nun auf unterschiedliche Wind- und Schneelasten ausgelegt werden – und dies kosteneffizient, wie Voirol betont.

Hohe Winterstromerträge dank besonderer Form

Um die Solartanne unter alpinen Bedingungen selbst zu erleben, geht es weiter hinauf. Dafür nehmen wir das Postauto – oder das Auto da Posta, wie es hier heisst – zurück nach Scuol und steigen bei der Talstation in eine der 8er-Gondeln. Auf dem Weg zur Mittelstation Motta Naluns blicken wir auf die Wiesen unter uns, die in der grellen Mittagssonne liegen. Schnell wird deutlich, welches Potenzial hier bislang ungenutzt bleibt. «In den Bergen sind Solaranlagen bisher vernachlässigt worden», erklärt Projektleiter Alexandre Voirol und zeigt uns auf seinem Handy eine Karte, die die Photovoltaikleistung der Schweiz visualisiert. Darauf sind die Alpengemeinden rot eingefärbt. «Die potenzielle Solarleistung auf den Dächern in den Bergen ist gewaltig.» In Scuol wird das Potenzial aktuell nur zu zwei Prozent ausgeschöpft. «Deshalb haben wir eine innovative Lösung gesucht, um in den Alpen mehr erneuerbare Energie zu produzieren», betont Voirol. Diese Energie soll zur sicheren Stromversorgung in den Wintermonaten beitragen. «Durch ihre Form ermöglicht die Solartanne hohe Winterstromerträge», sagt Voirol.

Ein patentiertes System für mehr Energieeffizienz

Wir kommen auf 2142 Metern an, Mittelstation Motta Naluns. Während im Mittelland im Winter oft dichter Nebel liegt und man tagelang den Himmel nicht sieht, ist es hier sonnig. Kaum sind wir aus der Gondel gestiegen, kommt uns ein winkender Mann entgegen. «Josef», stellt er sich vor – auf über 2000 Metern Höhe gilt das freundliche Du. Urs-Josef Grüter ist sein voller Name. Er ist Inhaber der Firma REG.LAS, die die Solartanne erfunden hat. Auf dem Dach der Mittelstation Motta Naluns baut Grüter mit seinem Team gerade eine neue Anlage. Eine kleine Testanlage steht bereits seit Ende 2024 auf einem Container daneben. Sie lieferte die Daten für die Weiterentwicklung der Solartanne und ermöglicht nun den Bau der grösseren Anlage.

Nachdem wir uns von der Aussicht losgerissen haben, steigen wir aufs Dach der Mittelstation. Grüter erklärt sein patentiertes Schraubkanalsystem namens SISO.systems, das bei der Solartanne zur Anwendung kommt. «Jede Schraube passt perfekt, Vorbohren ist nicht notwendig», demonstriert er. «Die einzigartige Verbindungstechnik macht die Solartanne besonders stabil, und sie lässt sich dadurch einfach zusammenbauen.» Weil die Tannen auf einem Schienensystem montiert sind, lässt sich zudem der Winkel der Module mit wenig Aufwand anpassen. «Auf einem Quadratmeter Dachfläche erhalten wir hier eineinhalbmal so viel Solarfläche», sagt Grüter – ein Grund für die hohe Energieeffizienz der Konstruktion.

Mit Forschung zum marktreifen Produkt

Die Anlagen in Ramosch und Motta Naluns sind Pilotanlagen. In Ftan und Savognin betreibt REG.LAS unabhängig vom Forschungsprojekt zwei weitere Anlagen. Die Solartanne ist bereits marktreif und soll bis zum Abschluss des Innosuisse-Projekts 2027 weiterentwickelt werden. Eine gewisse Nachfrage ist laut Urs-Josef Grüter bereits vorhanden. Für die Marktreife war die Zusammenarbeit mit dem SPF Institut für Solartechnik entscheidend: «Das SPF konnte uns klare Daten und Fakten zu unserem Produkt liefern – das ist für uns, die Käufer und den Markt wichtig», betont Grüter. Die Kapazität, das Produkt selbst zu testen und weiterzuentwickeln, hätte sein Unternehmen allein nicht gehabt. Wertvoll waren dafür neben dem Forschungsprojekt des SPF auch drei Bachelor- und Semesterarbeiten im Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik, die im Rahmen des Projekts zur Solartanne entstanden sind. Während Grüter die Anlage in Motta Naluns weiter aufbaut, machen wir uns auf den Weg zurück.

Schneerechner ermittelt Ertragsverluste

Auf der Rückfahrt nach Rapperswil-Jona erzählt Alexandre Voirol von einem weiteren Produkt, das aus dem Projekt hervorgehen soll: dem Schnee- und Albedo-Rechner. Albedo beschreibt, wie stark eine Oberfläche – zum Beispiel Schnee – Sonnenlicht reflektiert. Diese Lichtreflexion kann zusätzlichen Strom erzeugen. «Wenn ich in den Alpen eine Solaranlage baue, weiss ich nicht, wie viel Leistung durch den Schnee verloren geht», beschreibt er das Problem, das dieser Rechner lösen soll. Mit Satellitendaten und Angaben von MeteoSchweiz ermittelt das Tool den potenziellen Ertragsgewinn durch die Reflexion des Schnees und den Ertragsverlust durch die Schneebedeckung. «Ich gebe einfach meinen Standort ein, und der Rechner ermittelt anhand der Schneemenge und -höhe die Verluste meiner potenziellen PV-Anlage», erklärt Voirol.

Der Schnee- und Albedo-Rechner wird weiterentwickelt und soll künftig öffentlich zugänglich sein – ein weiterer Baustein auf dem Weg zu qualitativ hochwertigeren Photovoltaik-Anlagen, sichereren Renditen und mehr sauberem Winterstrom aus den Alpen.

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Zum Projekt

SPF Institut für Solartechnik