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Wissenswertes zum Thema Solarstromerträge
Frei zugängliche Online-Werkzeuge helfen in der Praxis weiter
1.3.2022
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Jeder, der Strom aus eigener Photovoltaik erzeugen möchte, sieht sich mit der Frage konfrontiert, ob seine Anlage auch genug Strom aus den einfallenden Sonnenstrahlen ziehen kann. Dabei ist es egal, ob es sich um eine Privatperson, ein Unternehmen oder einen ganzen Staat handelt. Die Skalierung von Photovoltaik ist sehr unterschiedlich, die Frage des Ertrags jedoch nicht. Es gibt zum Glück mehrere Tools im Internet, die die grundsätzliche Kalkulation sehr erleichtern.
An erster Stelle steht hier der Global Solar Atlas. Dieses Kooperationsprojekt von der Weltbank Group und der Solardatenbank Solargis bietet eine interaktive Weltkarte in hoher Auflösung, die sowohl Annäherungswerte der Solarstrahlung als auch kalkulierte Solarerträge in farblich markierten Zonen anzeigt. Diese Daten sind für den Bereich vom 55. südlichen Breitengrad bis zum 60. nördlichen Breitengrad verfügbar. Es gibt auch eine Datenbank für jedes einzelne Land weltweit, wo die wichtigsten Infos in einer interaktiven Karte zusammengefasst sind.
Der wichtigste und für Photovoltaik-Interessierte vermutlich auch interessanteste Aspekt ist der spezifische Ertrag pro installierter Leistung. Dieser wird in der Karte mit KWh/KWp im Jahr (Kilowattstunden pro Kilowatt-Peak im Jahr) angegeben. Typische Werte in Mitteleuropa bewegen sich etwa um 1.000-1.200 KWh/KWp, während etliche Bergregionen in Südtirol bereits mit 1.400 KWh/KWp aufwarten können, Sizilien mit 1.600 KWh/KWp und mehr. Den Vogel schießt die Andenregion von Nordchile mit bis zu 2.400 KWh/KWp im Jahr ab.
Das alleine ist jedoch noch nicht ausschlaggebend. Interessant sind ja auch die zu tätigenden Investitionen und der mögliche zu erwirtschaftende Betrag. Gerade für Unternehmen, Staaten und Wirtschaftsbündnisse ist es wichtig zu wissen, welche Kosten mit der Förderung von Solarenergie auf sie zukommen und welchen Vorteil sie und die Bevölkerung davon haben.
Zu diesem Zweck hat Global Solar Atlas im Jahr 2020 die Studie Global Photovoltaic Power Potential by Country veröffentlicht, die genauere Einblicke in das Solarpotential jedes Landes auf der Welt ermöglicht. Hier werden verschiedene Daten miteinander kombiniert und in einen beeindruckenden Vergleich gebracht. So spielt der durchschnittliche Strompreis ebenso eine Rolle wie die Abgelegenheit und Zugänglichkeit der Gegend oder auch saisonale Unterschiede in der Sonnenstrahlung und vor allem auch die Lufttemperatur. Letzterer Punkt ist neben der Sonneneinstrahlung der zweitwichtigste Parameter für den Solarertrag einer PV-Anlage. Zu große Hitze setzt die Effizienz von Solarzellen ebenso herab wie zu große Kälte. Aus diesem Grund sind Hochgebirge oft besser geeignet als flache Wüstengegenden.
Das für manche vielleicht überraschende Ergebnis:
Solarenergie lohnt sich in fast allen Gegenden der Erde, die nicht in zu hohen Breitengraden liegen. Ca. 93% der Weltbevölkerung (also der weit überwiegende Teil) leben in Gegenden mit einem täglichen PV-Solarpotential von 3-5 KWh/KWp. 20% kommen sogar in den Genuss von mehr als 4,5 KWh/KWp pro Tag. Umgekehrt befinden sich viele Europäische Länder im weniger optimalen Bereich von unter 3,5 kWh/kWp am Tag. Dramatisch viel niedriger fällt der Ertrag trotzdem nicht aus. Der durchschnittliche Solarertrag der Slowakei beträgt etwa zwei Drittel des Durchschnittsertrags von Marokko!
Die größten Photovoltaik-Potentiale befinden sich zumeist in "wenig entwickelten" Ländern, die hier die Chance haben, auf den von den großen Industrienationen in den letzten Jahrhunderten begangenen Umweg der fossilen Energieträger zu verzichten. Ihr gewaltiges Sonneneinstrahlungspotential, verbunden mit geringer saisonaler Schwankung bis in die Subtropen, verspricht alleine mittels Solarenergie eine saubere, sichere Energieversorgung. Sie benötigen außerdem geringere Stromspeicherkapazitäten als Länder in höheren Breiten.
Ein weiteres Tool wurde im Projekt PV-live entwickelt. Es entstand aus einer Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Baden-Württembergischen Netzbetreiber TransnetBW. Ziel war es, die Hochrechnungen und Prognosen für den Solarertrag zu präzisieren. Außerdem soll so noch genauer kalkuliert werden können, wann wo wie viel Solarstrom ins Netz eingespeist wird. Dafür entwickelte das Fraunhofer-Institut eigene Messstationen, die mit Pyranometern (Sonneneinstrahlmessgeräte), Temperatursensoren, sowie unterschiedlich geneigten Silizium-Referenzzellen ausgestattet sind. Seit 2019 sind in Baden-Württemberg 40 solcher Messstationen in Betrieb, die das Land im Abstand von 15 bis 35 Kilometern abdecken. Die Datensätze der Stationen werden seit September 2020 monatlich auf der PV-live Seite veröffentlicht.
Das Besondere an diesem Projekt ist, dass die gewonnen Daten deutlich näher an der Praxis liegen als Kalkulationen auf Satellitenbasis und Wetterstationen. Diese arbeiten mit internationalen Standardnormen, doch Photovoltaik-Anlagen folgen in ihrer Ausrichtung den vorhandenen Gegebenheiten von Gebäuden oder im Gelände. Dadurch kann die gewonnene Energie je nach Bauart und Ausrichtung beträchtlich von einem kalkulierten Optimalwert abweichen.
Es wäre daher sehr zu wünschen, wenn vergleichbare Projekte wie PV-live auch in anderen Gegenden initiiert würden, um bessere und genauere Echtzeitdaten, sowie Prognosen für Solarstrom zu gewinnen. Je stärker und schneller der Solarausbau voranschreitet, umso wichtiger werden solche praxisnahen Daten.
Gemeinsam ergänzen sich Projekte wie der Global Solar Atlas und PV-live recht gut. Ersteres arbeitet eher im globalen Rahmen und mit Durchschnittswerten, während zweiteres ganz konkrete Daten erhebt und damit auch regional sehr präzise Prognosen und Kalkulationen ermöglicht. Für einen reibungslosen und optimalen Ausbau von Solarenergie ist beides wichtig.
Quellen:
· Projekt PV-Live: Neuer Solarstrahlungsdatensatz veröffentlicht - Fraunhofer ISE
· Projekt PV-Live: Neuer Solarstrahlungsdatensatz veröffentlicht - oekonews.at
· PV-Live dataset - Measurements of global horizontal and tilted solar irradiance | Zenodo
· Global Solar Atlas ESMAP. 2020. Global Photovoltaic Power Potential by Country. Washington, DC: World Bank.
· Solar Irradiance data | Solargis
· Startseite | TransnetBW GmbH
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