Photovoltaik-Kraftwerke produzieren mehr Strom als erwartet

  • 17. September 2014

Steigender Trend bei der Sonneneinstrahlung führt zu Mehrerträgen.

Die Erträge von PV-Anlagen in Deutschland fallen regelmäßig höher aus als erwartet. Die Mehrerträge gehen auf einen steigenden Trend bei der Sonneneinstrahlung zurück, wie eine Untersuchung des Fraunhofer ISE belegt. Das aktuelle Strahlungsniveau in Deutschland liegt demnach deutlich über den Mittelwerten der letzten 30 Jahre. Da Ertragsprognosen bisher in der Regel diesen langjährigen Mittelwert verwenden, übertreffen die tatsächlichen Erträge von PV-Kraftwerken die Prognosen um etwa fünf Prozent. Die Photovoltaik-Anlagen sind damit wirtschaftlicher als angenommen. Um diesem Effekt Rechnung zu tragen, haben die Forscher des ISE ihr Serviceangebot zur Qualitätssicherung von PV-Anlagen angepasst. Sie verwenden nun Solarstrahlungsdaten aus den letzten zehn Jahren als Basis für ihre Ertragsgutachten.

Trend Photovoltaik

Abb.: Jährliche Abweichungen der Globalstrahlung vom Mittelwert 1951-2010 in Deutschland (gleitender Durchschnitt: schwarze Linie). Linearer Trend der Dimming- und der Brightening-Phase: grüne bzw. blaue Linie. Der dreißigjährige Mittelwert unterschätzt das aktuelle Strahlungsniveau. Der zehnjährige Mittelwert liegt nur leicht unter dem aktuellen Strahlungsniveau. (Bild: ISE)

Bislang gingen Experten bei der Prognose der Solarstrahlung davon aus, dass sich langjährige Mittelwerte aus der Vergangenheit nicht signifikant von der möglichen Einstrahlung in der Zukunft unterscheiden. Die Solarstrahlung unterliegt jedoch langfristigen Trends, dem „Global Dimming and Brightening“. Als Ursachen dieser Veränderungen kommen beispielsweise zu- oder abnehmende Luftverschmutzung und Aerosolgehalte in der Atmosphäre infrage. Forscher des Fraunhofer ISE haben in Kooperation mit der ETH Zürich und dem Deutschen Wetterdienst untersucht, wie hoch die Abweichungen zwischen historischen Mittelwerten und aktuellen Einstrahlungswerten ausfallen und welche Auswirkungen diese Abweichungen auf Ertragsprognosen von Solaranlagen haben. Das Team hat dazu Strahlungs-Messdaten des Zeitraums 1951 bis 2010 des DWD für ausgewählte Standorte in Deutschland analysiert. Seit etwa Mitte der 1980er Jahre, so das Ergebnis, ist ein Anstieg der Solarstrahlung zu beobachten. Das derzeitige Strahlungsniveau an den betrachteten Standorten liegt daher etwa fünf Prozent über dem Mittelwert des Untersuchungszeitraums.

Dieses Fazit nahmen die Forscher zum Anlass, Ertragsgutachten für Anlagen, die ein Monitoring des Fraunhofer ISE durchlaufen, zu analysieren. Danach zeigen sich Prognoseabweichungen zwischen bislang erstellten Ertragsgutachten und realen Einstrahlungs- und Ertragsmessungen in etwa gleicher Höhe. „Die Verwendung von Strahlungsmittelwerten mit einem Zeithorizont von 30 Jahren führt zu einer systematischen Unterschätzung der tatsächlichen Erträge von PV-Anlagen in Deutschland um etwa fünf Prozent“, sagt Björn Müller. „Unterschätzungen in ähnlicher Höhe sind auch in anderen Regionen, in denen der Brightening-Effekt zu beobachten ist, zu erwarten.“

Um Investitionen in zukünftige Kraftwerksprojekte realistischer zu bewerten, haben sich die Spezialisten für die Qualitätssicherung von PV-Kraftwerken entschieden, ihre Ertragsgutachten auf einer veränderten Datenbasis zu erstellen. Sie verwenden jetzt aus Satellitendaten abgeleitete Zeitreihen der letzten abgeschlossenen zehn Jahre, die den Anstieg der Solarstrahlung entsprechend berücksichtigen. Unterschätzungen, die sich aus dem Anstieg der Solareinstrahlung ergeben, lassen sich so reduzieren.

ISE / RK

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