Forscher: Vertikal installierte bifaziale Solarmodule in Ost-West-Ausrichtung verringern den Speicherbedarf

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Viele Photovoltaik-Anlagen werden in Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von 20 bis 35 Grad errichtet und erzeugen dadurch vorrangig im Sommer sowie mittags viel Strom. Ein Forschungsteam der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur in Leipzig weist darauf hin, dass es für das Abfangen von tages- und jahreszeitabhängigen Schwankungen zusätzliche Stromspeicher brauchen wird, wenn zukünftig weiterhin primär Solarmodule in Südausrichtung zugebaut werden. Statt dessen wäre es sinnvoller, künftig vorrangig bifaziale Solarmodule senkrecht zu installieren und dafür beispielsweise landwirtschaftliche Flächen zu nutzen.

In ihrer Studie „Integration of vertical solar power plants into a future German energy system“ führen die Forschenden aus, dass sich zum einen mit senkrecht angebrachten bifazialen Modulen der Flächenbedarf für die Stromerzeugung besonders gering halten lässt. Zudem könne durch eine Installation in Ost-West-Ausrichtung morgens und abends der meiste Strom erzeugt und der Bedarf an Stromspeichern reduziert werden.

Für ihre Studie hat das Team mit der Software Energyplan ein Energiesystem für Deutschland modelliert, das entsprechend der deutschen Klimaschutzziele im Jahr 2030 im Vergleich zu 1990 insgesamt 80 Prozent weniger CO2-Ausstoß verursacht. Dafür wurde ein Zubau von derzeit 64 auf 195 Gigawatt Windenergieleistung und von derzeit 58 auf 400 Gigawatt Photovoltaik-Leistung angenommen. In einem Szenario ohne zusätzliche Stromspeicher können demnach allein dadurch mehr als 10 Megatonnen CO2 pro Jahr eingespart werden, dass 70 bis 90 Prozent der zugebauten Solarmodule nicht nach Süden geneigt installiert werden, sondern vertikal in Ost-West-Ausrichtung.

„Bifaziale Solarmodule sind zwar etwas teurer als konventionelle Solaranlagen. Aber da sie die Anzahl von Stunden mit verfügbarer Solarenergie erhöhen, werden andere Elektrizitätsbedarfe, beispielsweise in Gaskraftwerken, reduziert“, so Jens Schneider, Professor für Vernetzte Energiesysteme an der HTWK Leipzig und Ko-Autor der Studie. Eine senkrechte Installation erhöhe das Flächenpotenzial für erneuerbare Energien in Deutschland so sehr, dass nur in geringem Maße zusätzlich Energie importiert werden müsste.

In dem gleichen Papier hat sich das Forschungsteam auch mit dem systemstabilisierenden Effekt von vertikalen Photovoltaik-Anlagen in Ost-West-Ausrichtung befasst. Demnach können solche Anlagen den Solarertrag in Stunden mit höherer Stromnachfrage verlagern sowie mehr Stromangebot in die Wintermonate. In der Folge werde unter anderem die solare Abregelung verringert.

Die Meldung wurde um 13:50 Uhr um den letzten Absatz ergänzt.

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