Mehr vertikale Photovoltaik könnte dem europäischen Energiemarkt Vorteile bringen

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Von pv magazine Global

Ein internationales Forschungsteam hat die möglichen Auswirkungen des Einsatzes bifazialer vertikaler Photovoltaik auf den europäischen Energiemarkt untersucht und festgestellt, dass vertikale Solarsysteme in Ost-West-Ausrichtung eine wichtige Rolle spielen könnten, um bis 2040 ein ausgewogeneres und stärker integriertes kontinentales Stromsystem zu erreichen. Die Wissenschaftler stellten insbesondere fest, dass ein deutlicher Zubau vertikaler Photovoltaik-Systeme – vor allem von gewerblicher und industrieller Größe – zu mehreren wichtigen Verbesserungen führen kann. Als Beispiele nannten sie die Erhöhung des Anteils und des Werts der Solarenergie, die Senkung der Grundlaststrompreise und die Verbesserung des Energieaustauschs zwischen benachbarten Ländern.

Die Gruppe erklärte, dass vertikale Photovoltaik in Ost-West-Ausrichtung die Erzeugungszeit einer Solaranlage auf die Morgen- und Abenddämmerung ausdehnt, also auf Zeiten, in denen sie für die Verbraucher wertvoller ist. „Eine solche Anlage produziert typischerweise 30 Prozent in den drei Mittagsstunden, während nach Süden ausgerichtete Anlagen fast 70 Prozent ihrer Leistung in der Mittagszeit erzeugen“, so die Forschenden. „Die Bevorzugung vertikaler bifazialer Systeme reduziert die Photovoltaik-Spitzenproduktion und gewährleistet ein Produktionsprofil, das eine größere Anzahl von Stunden abdeckt, was dazu beiträgt, dass die solarbasierte Produktion einen höheren Marktwert behält.“

Die Analyse basiert auf dem European Power Market Model (EPMM), einem sektoralen Mehrmarkt-Gleichgewichtsmodell, das die europäischen Stromgroßhandelsmärkte simuliert und die Auswirkungen politischer Maßnahmen auf die europäischen Märkte analysiert. Es deckt die 27 Länder ab, die dem Europäischen Netz der Übertragungsnetzbetreiber für Elektrizität (Entso-E) angehören.

Bei der Modellierung wurden minimierte Stromnachfragekosten, An- und Abfahrkosten, Produktionskosten und die Einschränkung erneuerbarer Energien berücksichtigt, außerdem sowohl die konventionelle als auch die erneuerbare Erzeugung sowie die Energiespeicherung. „Das primäre Ziel des Modells ist die Deckung des Strombedarfs zu den niedrigsten Systemkosten unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verfügbaren Kraftwerke und der grenzüberschreitenden Übertragungskapazitäten im europäischen Stromsystem“, erklärte die Gruppe.

In den fünf vorgeschlagenen Szenarien, die durch Modellierung analysiert wurden, wird erwartet, dass die Photovoltaik-Kapazität von derzeit rund 240 Gigawatt auf 649 bis 1178 Gigawatt ansteigt. Im Basisszenario wurden keine Investitionen in vertikale bifaziale Photovoltaik-Anlagen angenommen, während diese im Best-Case-Szenario einen beachtlichen Anteil von 50 Prozent erreichen sollen.

„Die Modellergebnisse zeigen deutlich einen Anstieg der Solarstromerzeugung um 2 beziehungsweise 3,6 Prozent im Jahr 2030 beziehungsweise 2040“, erklärten die Forschenden. „Diese Zunahme übersteigt im Szenario mit hoher Photovoltaik-Leistung 5,3 Prozent, was das Potenzial des vertikalen Systems deutlich zeigt. Insbesondere ist bei einer höheren vertikalen Photovoltaik-Nutzung ein erheblicher Anstieg der ins Netz eingespeisten Elektrizität zu verzeichnen, die in erster Linie die Gas- und Kernenergieerzeugung ersetzt.“

Die Analyse zeigt auch, dass mehr vertikale Photovolzaik zu deutlich niedrigeren Strompreisen führen kann, was zum Teil auf niedrigere Systemkosten, geringere Abschaltungen und den Ersatz teurer konventioneller Stromerzeugungsanlagen zurückzuführen ist.

„Längerfristig wird das europäische Stromsystem sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch nachhaltiger“, so das Fazit der Wissenschaftler. „Das künftige System zeichnet sich durch geringere CO2-Emissionen und eine geringere Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen aus. Und es wird auch in wirtschaftlicher Hinsicht nachhaltiger sein, da die Gesamtsystemkosten und die Stromgroßhandelspreise sinken.“

Die Ergebnisse sind in der Studie „Impacts of large-scale deployment of vertical bifacial photovoltaics on European electricity market dynamics“ (Auswirkungen des großflächigen Einsatzes von vertikaler bifazialer Photovoltaik auf die Dynamik des europäischen Strommarktes) enthalten, die kürzlich in Nature Communications veröffentlicht wurde. Der Forschungsgruppe gehörten Wissenschaftler des ungarischen Regional Centre for Energy Policy Research, der University of California – Berkeley, der Gemeinsamen Forschungsstelle (JRC) der Europäischen Kommission, des griechischen Beratungsunternehmens Elpedison SA und des Softwareanbieters European Dynamics Luxembourg SA an.

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