Prognosen für die Photovoltaik-Leistung im 21. Jahrhundert

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von pv magazine global

Ein Forschungsteam der slowenischen Universität Ljubljana hat eine neue Methodik vorgestellt, die Prognosen für die Photovoltaik-Leistung im 21. Jahrhundert erlauben soll. Das in dem Papier „Methodology of Köppen-Geiger-Photovoltaic climate classification and implications to worldwide mapping of PV system performance“ dargestellte System basiert auf dem Köppen-Geiger-Klimaklassifizierungssystem und unterteilt den Globus in zwölf Zonen. Diese Zonen hat das Forscherteam mit vier Photovoltaik-Indikatoren – Sonneneinstrahlung, Wetterdaten, lokale Bedingungen und Photovoltaik-Moduldaten – kombiniert und mit Hilfe des Klimawandelszenarios „SSP5-8.5“ auf das Jahr 2100 projiziert. Dieses Szenario stammt vom Institut Pierre Simon Laplace, einer Gruppe von neun Laboratorien, die Forschungen auf dem Gebiet der Klimaforschung durchführen.

Die Wissenschaftler behaupten, dass zwar dank Tausender bodengestützter Messungen, die in große Datensätze integriert sind, Daten für Temperatur und Niederschlag verfügbar sind, aber ähnliche Sammlungen von Datenpunkten für die Sonneneinstrahlung entweder nicht existieren oder sich auf die nördliche Hemisphäre beschränken, wo sich die meisten Bodenstationen befinden. Um diese Lücke zu schließen, hat das Team globale horizontale Bestrahlungsdaten aus dem auf einer Reanalyse basierenden ERA-Interim-Datensatz des European Center for Mediumrange Weather Forecasts übernommen. Aus diesen Datensätzen haben sie eine Köppen-Geiger-Photovoltaik-Karte erstellt und in fünf Klimazonen unterteilt: Tropisch (A), Wüste (B), Steppe (C), Gemäßigt (D), Kalt (E) und Polar (F). Die Zonen wurden dann in Bestrahlungszonen mit niedrigem (L), mittlerem (M), hohem (H) und sehr hohem (K) Wert unterteilt. Um die Ergebnisse zu vereinfachen, wurden die resultierenden 24 Gebiete dann unter Berücksichtigung von Bevölkerungsdichte und Landoberflächenverhältnis halbiert.

Die Köppen-Geiger-Photovoltaik-Karte ist aus Sicht der Autoren das erste globale Klimaklassifizierungsschema, mit dem die langfristige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Photovoltaik-Modulen analysiert und die fehlende Standardisierung in Klimazonen kompensiert wird. „Die Unsicherheit des Modells hängt weitgehend von der Qualität der Eingabedaten ab und kann in bestimmten Regionen wie Hochgebirgen und Küsten erheblich von den akzeptablen Werten abweichen“, so das Forscherteam. „Das entwickelte Modell erweist sich jedoch zusammen mit der verwendeten Einstrahlungs-Datenbank als zuverlässiges Werkzeug für die Photovoltaik-Leistungsmodellierung.“ Den Forschern zufolge bestätigt die Studie, dass die Atacama-Wüste in Chile der beste Photovoltaik-Standort der Welt ist. Sie zeige aber auch, dass die Region mit der besten Performance Ratio in Russland in der Nähe von Moskau liegt.