Solarstrom aus den Alpen – auch im Winter

Solarstrom aus den Alpen – auch im Winter

Im Skigebiet Davos-Parsenn steht eine Solar-Testanlage der EKZ. Gemeinsam mit der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW) und dem Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) untersucht EKZ, inwiefern alpine Photovoltaik-Anlagen zur sicheren und sauberen Stromversorgung der Schweiz beitragen können. Die Ergebnisse sind vielversprechend.

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Die Schweiz möchte den Anteil von erneuerbaren Energien im Strommix erhöhen. Immer öfter stammt dieser Strom aus Photovoltaik-Anlagen. Die Herausforderung dabei: Im Mittelland liefern PV-Anlagen im Sommer entscheidend mehr Strom als im Winter. Der Stromverbrauch in der Schweiz hingegen ist im Winter viel höher als im Sommer.

Testanlage auf 2500 Meter über Meer

Mit einer Solar-Testanlage in den Alpen möchten EKZ und ihre Forschungspartner untersuchen, in wie weit alpine Photovoltaik-Anlagen zur Lösung dieses Problems beitragen können.

Seit September 2017 steht diese Testanlage auf der Totalp, im Skigebiet Davos-Parsenn, auf 2500 Meter über Meer. Sie besteht aus sechs Segmenten mit jeweils unterschiedlichen Photovoltaik-Modulen: Beidseitig (bifazial) und einseitig aktive (monofaziale) Module werden getestet sowie solche mit und ohne Rahmen. So testen EKZ,ZHAW und SLF, inwiefern sich Anstellwinkel und Modultyp auf die Stromproduktion auswirken.

Energieertrag (AC) der verschiedenen Anstellwinkel und Technologien in den vergangenen zwei Jahren. Sommerhalbjahr = hell, Winterhalbjahr = dunkel. Grafik: ZHAW
Mehrertrag durch schneebedeckte Umgebung im Frühling gegenüber weitestgehend schneefreiem Herbst. Aufgeteilt nach Anlagesegment und Jahr. Grafik: ZHAW

Kaum Unterschiede zwischen Sommer und Winter

In den vergangenen zweieinhalb Jahren haben die Forschungspartner ausgewertet, wie viel Solarstrom die unterschiedlichen Module produzieren – über das ganze Jahr und im Winterhalbjahr. Die Ergebnisse stimmen zuversichtlich: Im Idealfall produzieren alpine Photovoltaik-Anlagen fast doppelt soviel Strom wie eine durchschnittliche Anlage im Mittelland. Und: Im Winter kann gleichviel Strom erzeugt werden wie im Sommerhalbjahr.

Dass eine Photovoltaik-Anlage in den Alpen mehr Strom produziert, hat mehrere Gründe:

  • Mit der zunehmenden Höhe steigt die Sonneneinstrahlung an.
  • Die Photovoltaik-Module arbeiten bei tieferen Temperaturen effizienter.
  • Insbesondere im Winterhalbjahr gibt es im alpinen Raum weniger Nebeltage als im
    Mittelland.
  • Die schneebedeckte Umgebung erhöht die Einstrahlung auf die Photovoltaik-Module, da die Sonneneinstrahlung vom Boden reflektiert wird.

Schnee als entscheidender Faktor

Ob Schnee liegt oder nicht, ist denn auch entscheidend für die bedeutend höheren Stromproduktionsmengen im Winterhalbjahr. Beidseitig aktive (bifaziale) PV-Module mit einem Neigungswinkel von 90 Grad (vertikal) können hier einen Mehrertrag von bis zu 65 Prozent bringen. Wichtig dabei: Je steiler der Neigungswinkel, desto weniger lang bleibt Schnee auf den PV-Modulen liegen, was zu Mindererträgen führt.