Auswirkungen der Sonnenfinsternis auf Photovoltaik-Erzeugung beherrschbar

Die Aufregung um die partielle Sonnenfinsternis im März 2015 nahm ihren Anfang als das Nachrichtenmagazin „Der Spiegel“ Anfang September titelte: „Solarenergie: Stromnetzbetreiber fürchten Sonnenfinsternis“. Netzbetreiber überlegten demnach, Photovoltaik-Kraftwerke am 20. März während der Sonnenfinsternis zum Netz zu trennen. Die Wissenschaftler der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin haben nun eine Studie vorgelegt, die sich konkret mit den zu erwartenden Auswirkungen befasst. Eine Kernaussage dabei: „Die Auswirkungen der Sonnenfinsternis auf die Solarstromerzeugung und auf das Stromversorgungssystem in Deutschland hängen stark von der Wetterlage ab, sind aber kalkulierbar und beherrschbar.“

Die Wissenschaftler gehen in ihrer Studie detailliert auf die aus der Sonnenfinsternis resultierenden Schwankungen in der Solarstromerzeugung ein. Sie haben dazu den Tagesgang der gesamten Photovoltaik-Erzeugung unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung der Anlagen in Deutschland simuliert. Die Berechnungen seien dabei für ein wolkenloses und ein bedecktes Szenario durchgeführt worden. „Die standortaufgelösten Untersuchungen zeigen, dass während der Sonnenfinsternis der Bedeckungsgrad der Sonne durch den Mond im Norden Deutschlands größer als im südlichen Bundesgebiet ausfällt“, schreiben die HTW-Forscher. Während der Sonnenfinsternis sei wegen der hohen Gleichzeitigkeit in den verschiedenen Regionen nur mit einem geringen Ausgleicheffekt bezüglich der erzeugten Photovoltaik-Leistung zu rechnen. Bei einem wolkenlosen Himmel könne es daher zu einer Abnahme der gesamten Photovoltaik-Erzeugung von bis zu 272 Megawatt pro Minute kommen und einer Zunahme von maximal 348 Megawatt pro Minute, wie die Wissenschaftler errechnet haben. Dies entspreche dem 3,5-fachen der üblichen Photovoltaik-Leistungsänderungen an sonnigen Tagen.

Nun kommt die partielle Sonnenfinsternis, die Deutschland zwischen 9:30 und 12:00 Uhr treffen wird, nicht überraschend. Die HTW-Forscher weisen darauf hin, dass es in Deutschland verschiedene Maßnahmen gebe, um Schwankungen auf Erzeugungs- und Nachfrageseite auszugleichen. Besonders geeignet aufgrund ihres Speicher- und Leistungsvermögens seien Pumpspeicherkraftwerke. Die in Deutschland vorhandenen Pumpspeicherkraftwerke reichten aus technischer Sicht vollkommen aus, um die erwarteten Schwankungen bei einem wolkenlosen Himmel während der Sonnenfinsternis auszugleichen, schreiben die Wissenschaftler. Ergänzend könnten zudem flexible, schnell regelbare Kraftwerke zu Ausgleich beitragen.

Mit Blick auf die Zukunft empfehlen die HTW-Forscher, dass es angesichts des weiteren Zubaus von Photovoltaik-Anlagen damit zu rechnen sei, dass die Residuallastschwankungen im täglichen Netzbetrieb zunehmen dürften und auch gehäuft Überschusssituationen auftreten könnten. Eine Option, diesem steigenden Ausgleichsbedarf zu begegnen, sei der Einsatz von dezentralen Kurzzeitspeichern. Der weitere Ausbau von Speicherkapazitäten sei daher vorteilhaft, um auch künftig auf außergewöhnliche Ereignisse der Stromversorgung begegnen zu können. Bis zur nächstfolgenden Sonnenfinsternis bleibt dafür auch noch etwas Zeit. Sie steht erst für Juni 2021 im NASA-Kalender. (Sandra Enkhardt)

  • Vollständige Studie "Einfluss der Sonnenfinsternis im März 2015 auf die Solarstromerzeugung in Deutschland" zum Download
  • Video zur Studie