Das Photovoltaik-Jahr 2019 war leicht überdurchschnittlich

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Betreiber von Photovoltaik-Anlagen konnten im Jahr 2019 leicht überdurchschnittliche Erträge erzielen. Nach dem Rekordjahr 2018 sind für das vergangene Jahr 2019 Erträge von rund 2,5 Prozent über dem langjährigen Durchschnitt zu verzeichnen. Die Dach- und Freiflächenanlagen in Deutschland haben im letzten Jahr rund 46,5 Milliarden Kilowattstunden elektrische Energie ins deutsche Stromnetz eingespeist. Der Beitrag der Photovoltaik zur Stromproduktion lag bei neun Prozent. Sämtliche erneuerbare Energieerzeugungssysteme (Windenergie, Photovoltaik, Bioenergie und Wasserkraft) haben 2019 mehr als 46 Prozent zur Stromproduktion beigesteuert – ein erneuter Rekord in Deutschland.

Eine Bewertung der Stromerträge der Photovoltaik-Anlagen erfolgt über den spezifischen Ertrag in Kilowattstunde pro installiertem Kilowattpeak.  Der spezifische Ertrag berechnet sich aus dem Verhältnis des Stromertrags in Kilowattstunden bezogen auf die installierte Nennleistung der Photovoltaik-Anlage in Kilowattpeak. Beispielsweise würde eine Photovoltaik-Anlage mit einer Nennleistung von 3 Kilowattpeak und einem Jahresstromertrag von 3150 kWh einen spezifischen Ertrag von 1050 Kilowattstunden pro Kilowatt aufweisen.

Abbildung 1. Verteilung des spezifischen Ertrags von sehr gut gepflegten und gewarteten Photovoltaik-Dachanlagen in Deutschland 2019.

Grafik: Ertragsstudie 2019/https://www.umwelt-campus.de/institute/institut-fuer-betriebs-und-technologiemanagement/forschung/energiesystemtechnik/pv-ertragsstudie

2,5 Prozent höhere Erträge als im langjährigen Durchschnitt

Abbildung 1 zeigt die Verteilung des spezifischen Ertrags von sehr guten Photovoltaik-Dachanlagen für das Jahr 2019 in Deutschland. In Bayern, Baden-Württemberg und Sachsen lagen die Erträge zwischen 1100 und 1150 Kilowattstunden pro Kilowatt. Im Saarland, in Rheinland-Pfalz, Hessen, Thüringen und Brandenburg betrugen die spezifischen Erträge rund 1050 Kilowattstunden pro Kilowatt. In Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen und der Nord- bzw. Ostseeküste waren Erträge zwischen 970 und 1000 Kilowattstunden pro Kilowatt zu beobachten.

Abbildung 2: Verlauf der spezifischen Monatserträge in Deutschland für 2019. 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: Ertragsstudie 2019/https://www.umwelt-campus.de/institute/institut-fuer-betriebs-und-technologiemanagement/forschung/energiesystemtechnik/pv-ertragsstudie

Abbildung 2 stellt die mittleren spezifischen Monatserträge von Photovoltaik-Dachanlagen in Deutschland für den langjährigen Zeitraum 2012 bis 2018 (blaue Linie) den aktuellen Monatserträgen aus 2019 gegenüber. Dabei ist zu beobachten, dass im Januar, März und Mai 2019 die mittleren Monatserträge unter dem mehrjährigen Durchschnitt liegen. Die Monate April und Juni waren im Vergleich zum langjährigen Mittelwert deutlich ertragreicher. Die Herbstmonate 2019 lagen sehr nahe am langfristigen Trend. Wird das gesamte Kalenderjahr 2019 betrachtet, so lagen die Erträge um 2,5 Prozent über dem mehrjährigen Durchschnittsertrag. Dies spiegelt sich auch im Vergleich der Jahreserträge aus den einzelnen Jahren 2012 bis 2019 (siehe Abbildung 3, am Anfang des Artikels). Das Rekordjahr 2018 lag deutlich über dem durchschnittlichen Ertrag, der in Deutschland von Photovoltaik-Dachanlagen erwartet werden konnte. 2019 reiht sich in die Jahre ein, die leicht überdurchschnittlich gute Erträge erwirtschaftet haben. Der mittlere spezifische Jahresertrag über einen Zeitraum von acht Jahren von durchschnittlichen Photovoltaik-Anlagen beträgt 967 Kilowattstunden pro Kilowatt, von guten bis sehr guten Anlagen 1050 Kilowattstunden pro Kilowatt.

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

Vorgehen zur Auswertung von Photovoltaik-Stromerträgen

Wir haben für die vergangenen Jahre Stromertragsdaten von Dachanlagen in Deutschland analysiert, um Photovoltaik-Anlagenbetreibern eine Bewertung der eigenen Erträge zu ermöglichen. Ausgangsbasis der Datenanalyse sind Fernüberwachungsdaten von knapp 26.000 Photovoltaik-Anlagen mit einer installierten Nennleistung bis 30 Kilowattpeak. In die Untersuchung der Stromerträge fließen die Stammdaten der Photovoltaik-Anlagen (Nennleistung, Standort, Ausrichtung, Neigung etc.) sowie die eingespeiste elektrische Energie auf Tagesbasis ein. Im Rahmen der Analyse werden ertragsmindernde Einflüsse auf den Betrieb der Photovoltaik-Anlage anhand eines mehrstufigen, automatisierten Algorithmus zur Datenbereinigung identifiziert, um diese Einflussfaktoren wie eine fehlerhafte Eingabe der Anlagenkonfiguration sowie eine zeitnahe Identifikation und Beseitigung von Betriebsstörungen zu berücksichtigen. Zunächst werden die Tagesertragsdaten der Photovoltaik-Anlagen zu Monatswerten aufsummiert. Anschließend werden durch den Algorithmus diejenigen Anlagen, die einen Minderertrag aufgrund einer technischen Störung aufweisen, aus der weiteren Datenauswertung entfernt. 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 Photovoltaik-Anlagen widerspiegeln.

Fazit

2019 war ein positives Solarjahr mit leicht höheren Stromproduktionserträgen im Vergleich zu denen, die in Deutschland typischerweise zu erwarten sind. Die guten Stromproduktionswerte der Photovoltaik-Dachanlagen lassen sich auf günstige klimatische Bedingungen und hohe Sonneneinstrahlungswerte vor allem im April und Juni in Deutschland zurückführen. Durchschnittlich 2,5 Prozent höhere Erträge konnten die Photovoltaik-Dachanlagen im vergangenen Jahr erwirtschaften, so dass entsprechend höhere Einnahmen aus den Einspeisevergütungen den Betreibern von Photovoltaik-Anlagen zu Gute gekommen sind.

— 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/teheesen/

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