Ein außergewöhnliches Solarjahr 2018 – Mehrerträge von elf Prozent

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Das Jahr 2018 war für Betreiber von Photovoltaik-Anlagen außergewöhnlich gut und ertragreich. Die PV-Dach- und Freiflächenanlagen in Deutschland haben im letzten Jahr 45,8 Milliarden Kilowattstunden (kWh) elektrische Energie ins Stromnetz eingespeist und damit einen Beitrag von 8,4 Prozent zum deutschen Strommix geleistet. Sämtliche erneuerbare Energieerzeugungssysteme (Windenergie, Photovoltaik, Bioenergie und Wasserkraft) haben 2018 zum ersten Mal mehr als 40 Prozent zur Stromproduktion beigesteuert – ein neuer Rekord in Deutschland.

Zur Bewertung der Stromerträge der Photovoltaik-Anlagen nutzen wir den spezifischen Ertrag in Kilowattstunde pro installiertem Kilowattpeak (kWh/kWp). Der spezifische Ertrag berechnet sich aus dem Verhältnis des Stromertrags in Kilowattstunden (kWh) bezogen auf die installierte Nennleistung der PV-Anlage in Kilowattpeak (kWp). Beispielsweise würde eine PV-Anlage mit einer Nennleistung von 4 kWp und einem Jahresstromertrag von 4.200 kWh einen spezifischen Ertrag von 1.050 kWh/kWp aufweisen.

Elf Prozent höhere Erträge als im langjährigen Durchschnitt

Abbildung 1 (oben) zeigt die Verteilung des spezifischen Ertrags von guten Photovoltaik-Dachanlagen für das Jahr 2018 in Deutschland. In Bayern, Baden-Württemberg und Sachsen haben PV-Anlagen einen Ertrag von 1.160 kWh/kWp und mehr erreicht. Im Saarland, Hessen, Thüringen, Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern haben die Anlagen einen spezifischen Ertrag zwischen 1.140 und 1.160 kWh/kWp erwirtschaftet. Im Nordwesten Deutschland betragen die Stromerträge 1.070 und 1.140 kWh/kWp. Dieses Bild spiegelt sich auch in Abbildung 2. Die Balken geben den Bereich des spezifischen Ertrags an, der von PV-Dachanlagen in den einzelnen Monaten zu erwarten ist. Im Januar und Februar 2018 liegen die spezifischen Erträge zwischen 20 und knapp 80 kWh/kWp. Ab April sind die Stromerträge der PV-Anlagen über 100 kWh/kWp und erreichen Werte bis fast 180 kWh/kWp. Erst mit Ende des langen und heißen Sommers im Oktober sinken die Monatserträge ab November auf Werte unter 50 kWh/kWp. Beim Vergleich der Monatserträge aus 2018 mit den durchschnittlichen Monatserträgen der letzten Jahre (blaue Linie in Abbildung 2) ergibt sich, dass insbesondere die Sommermonate 2018 deutlich über den durchschnittlichen Erträgen liegen. Der Vergleich der Jahreserträge 2018 mit den Vorjahren 2012 bis 2017 zeigt, dass die PV-Dachanlagen im vergangenen Jahr rund 11,2 Prozent höhere Stromerträge erwirtschaftet haben (siehe Abbildung 3). Selbst Photovoltaik-Anlagen mit kleineren technischen Mängeln und daraus resultierenden niedrigeren Stromerträgen (roter Bereich der Kästen in Abbildung 3) erreichen deutschlandweit einen spezifischen Ertrag von fast 1.000 kWh/kWp, sehr gute Photovoltaik-Anlagen weisen 2018 Spitzenerträge von über 1.200 kWh/kWp auf.

Abbildung 2. Verlauf der spezifischen Monatserträge in Deutschland für 2018. Die durchgezogene Linie stellt den Ertragsverlauf im langjährigen Durchschnitt dar. Die rote Farbe deutet lediglich ausreichende Erträge an, der gelbe Bereich zeigt befriedigende Erträge und grün repräsentiert gute bis sehr gute Erträge.

Grafik entnommen aus https://www.umwelt-campus.de/index.php?id=ertragsstudie

Falls die Ertragswerte der eigenen PV-Anlage unterhalb der errechneten Referenzerträge in den einzelnen Regionen Deutschlands liegen, kann dies unterschiedliche Ursachen haben. Neben baulichen Gründen – etwa die Ausrichtung der Solarmodule nach Osten oder Westen, Verschattung durch umliegende Bäume oder Gebäude – können technische Störungen zu einer Ertragsminderung führen. Diese Betriebsstörungen können zahlreiche Ursachen haben – neben einer Verschmutzung der Solarmodule oder dem Defekt einzelner Solarzellen im Modul können häufig die Wechselrichter für Produktionsausfälle verantwortlich sein. Um die Ursachen möglicher technischer Störungen finden zu können, benötigt es in der Regel Fachunternehmen aus der Photovoltaik-Branche. Die Unternehmen können die Störungen dann auch unmittelbar beseitigen und die PV-Anlage wieder auf volle Leistungsfähigkeit bringen.

Abbildung 3. Spezifische Jahreserträge von Photovoltaik-Dachanlagen in Deutschland für den Zeit-raum 2012 bis 2018. Die Balken geben die Bereiche an, in denen die spezifischen Erträge guter PV-Anlagen in den einzelnen Jahren liegen sollten.

Grafik entnommen aus https://www.umwelt-campus.de/index.php?id=ertragsstudie

Vorgehen zur Auswertung von PV-Stromerträgen

Um Photovoltaik-Anlagenbetreibern eine Bewertung der eigenen Erträge zu ermöglichen, haben wir für das vergangene Jahr Stromertragsdaten von Dachanlagen in Deutschland analysiert. Grundlage der Ertragsdatenauswertung sind Fernüberwachungsdaten von rund 23.000 Photovoltaik-Anlagen mit einer installierten Nennleistung bis 30 Kilowattpeak. In die Bewertung der Energieerträge fließen die Anlagenstammdaten (Nennleistung, Standort, Ausrichtung, Neigung etc.) sowie die eingespeiste elektrische Energie auf Tagesbasis ein. Da sowohl die Einrichtung und Pflege der Anlagenkonfiguration als auch die zeitnahe Identifikation und Beseitigung von Betriebsstörungen im Verantwortungsbereich der Anlagenbetreiber liegen, werden ertragsmindernde Einflüsse auf den Betrieb der Photovoltaik-Anlage im Rahmen der Datenanalyse anhand eines mehrstufigen, automatisierten Algorithmus zur Datenbereinigung identifiziert. Zunächst werden die Tagesertragsdaten der PV-Anlagen zu Monatswerten aufsummiert. Anschließend werden durch den Algorithmus diejenigen Anlagen aus der weiteren Datenauswertung entfernt, die einen Minderertrag aufgrund einer technischen Störung aufweisen. Damit verbleiben für die Datenanalyse schließlich die Anlagen, bei denen keine signifikanten Betriebsstörungen in den einzelnen Monaten aufgetreten sind. Damit wird sichergestellt, dass die ausgewerteten Daten zu Ertragswerten führen, die gut laufende und betreute PV-Anlagen widerspiegeln.

Fazit

2018 war ein äußert positives Solarjahr mit deutlich höheren Stromproduktionserträgen im Vergleich zu den Erträgen, die in Deutschland typischerweise zu erwarten sind. Die hohen Stromproduktionswerte der Photovoltaik-Dachanlagen lassen sich auf den sehr langen und sonnigen Sommer in Deutschland zurückführen. Elf Prozent und mehr konnten die PV-Dachanlagen im vergangenen Jahr erwirtschaften, sodass entsprechend hohe Einspeisevergütungen den Betreibern von PV-Anlagen zu Gute gekommen sind.

Die von uns veröffentlichte Ertragsstudie für 2018, abrufbar unter https://www.umwelt-campus.de/index.php?id=ertragsstudie, schlüsselt die Ertragsdaten regional auf, damit PV-Anlagenbetreiber eine noch genauere Bewertung ihrer Stromerträge erhalten.

— Der Autor Henrik te Heesen ist seit 2013 Professor für das Lehr- und Forschungsgebiet “Technologien der Erneuerbaren Energien” am Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier. Seine Tätigkeitsschwerpunkte liegen in der Qualitätssicherung von Photovoltaik-Anlagen sowie der Modellentwicklung von regenerativen Energiesystemen. https://www.umwelt-campus.de/hteheesen/

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