15.09.2014, 14:22 Uhr

Mehr Sonne in Deutschland: Höhere Einstrahlung lässt Photovoltaik-Erträge steigen

Freiburg - Die Erträge von Photovoltaik(PV)-Anlagen in Deutschland fallen regelmäßig höher aus als erwartet. Eine Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE belegt, dass diese PV-Mehrerträge auf einen steigenden Trend bei der Sonneneinstrahlung zurückzuführen sind.

Das aktuelle Strahlungsniveau in Deutschland liegt nach einer Analyse des Fraunhofer ISE demnach deutlich über den Mittelwerten der letzten 30 Jahre. Da Ertragsprognosen bisher in der Regel diesen langjährigen Mittelwert verwenden, übertreffen die tatsächlichen Erträge von PV-Kraftwerken die Prognosen um etwa fünf Prozent.

Ursachenforschung: Warum in Deutschland die Solareinstrahlung um fünf Prozent gestiegen ist

Als Ursachen dieser Veränderungen werden u. a. zu- bzw. abnehmende Luftverschmutzung und Aerosolgehalte in der Atmosphäre angesehen. Forscher des Fraunhofer ISE haben in Kooperation mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und dem Deutschen Wetterdienst (DWD) wissenschaftlich untersucht, wie hoch die Abweichungen zwischen historischen Mittelwerten und aktuellen Einstrahlungswerten ausfallen und welche Auswirkungen diese Abweichungen auf Ertragsprognosen von Solaranlagen haben.

Das Team hat dazu langjährige Strahlungs-Messdaten (Jahre 1951 bis 2010) des DWD für ausgewählte Standorte in Deutschland analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass seit etwa Mitte der 1980er Jahre ein Anstieg der Solarstrahlung (Brightening) zu beobachten ist. Das derzeitige Strahlungsniveau an den betrachteten Standorten liegt daher etwa fünf Prozent über dem Mittelwert des Untersuchungszeitraums.

Anpassung: Solarstrahlungsdaten der letzten zehn Jahre

Die PV-Kraftwerke in Deutschland sind damit wirtschaftlicher als angenommen. Um diesem Effekt Rechnung zu tragen, haben die Freiburger Forscher ihr Serviceangebot zur Qualitätssicherung von PV-Anlagen angepasst. Sie verwenden nun Solarstrahlungsdaten aus den letzten zehn Jahren als Basis für ihre Ertragsgutachten.

Bislang gingen Experten bei der Prognose der Solarstrahlung davon aus, dass sich langjährige Mittelwerte aus der Vergangenheit nicht signifikant von der möglichen Einstrahlung in der Zukunft unterscheiden. Die Solarstrahlung unterliegt jedoch langfristigen Trends – dem so genannten "Global Dimming and Brightening" –, die bewirken, dass sich die Strahlungsmittelwerte im Zeitverlauf verändern. "Die Verwendung von Strahlungsmittelwerten mit einem Zeithorizont von 30 Jahren führt zu einer systematischen Unterschätzung der tatsächlichen Erträge von PV-Anlagen in Deutschland um etwa fünf Prozent", so Björn Müller, Projektleiter am Fraunhofer ISE. "Unterschätzungen in ähnlicher Höhe sind auch in anderen Regionen, in denen der Brightening-Effekt zu beobachten ist, zu erwarten."

Satelliten gestützte Daten

Als Grundlage verwenden die Solarforscher zukünftig aus Satellitendaten abgeleitete Zeitreihen der letzten abgeschlossenen zehn Jahre, die den Anstieg der Solarstrahlung entsprechend berücksichtigen. Unterschätzungen, die sich aus dem Anstieg der Solareinstrahlung ergeben, können so reduziert werden.

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