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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Ich bin immer wieder überrascht wie wenig aussagekräftig die Bebilderung ist. Klar kann ich das Original mit Legende finden (warum kein Link im Text?) aber die Legende gehört zum Bild und ist notwendig zum Verständnis. Schade!
Im Text ist die Studie doch verlinkt oder was meinen Sie?
Naja, eine Grafik ohne Legende ist nix wert.
Eine Verlinkung im Text hilft, ändert aber nichts an der eigentlichen Kritik, dass die Grafik so nicht zu gebrauchen ist.
Was ist auf der x und y Achse aufgetragen. Was bedeuten die Farben… Ich möchte nicht erst lange in der Originalquelle suchen müssen.
Evtl ist aber auch nur die Grafik schlecht eingebunden worden. Die Original Grafik (Fig. 6) hat deutlich mehr Daten und Informationen.
Jetzt erklären uns die Gelehrten das wir unsere Module mit Spitzenwirkungsgraden so positionieren sollen das wir so wenig wie möglich Strom produzieren nur damit der Strommarkt gleichmäßige Erträge vorzuweisen hat.
……
Man kann sich drehen wie man will und endet zu guter letzt immer an einer Speicherlösung .
Und eins ist auch sicher. Strom wird verkauft und nicht verschenkt. Wer der Meinung ist das in Zukunft in der Mittagszeit immer negative Marktpreise herrschen, der braucht nur in Richtung OPEC schauen. Auch Erneuerbare Energien lassen sich optimal am Verbrauch Steuern um den maximalen monetären Ertrag für die Produzenten zu generieren.
Die Frage wie viele Spieler man benötigt, bzw. Welche Leistung sie haben müssen.
Ich denke alles Richtung süden ist der falsche Weg. Wenn man die Wahl hat ist auch bei einem Einfamilienhau die Ost- Westausrichtung die smartere Lösung.
Die Studie sagt u.a. dass Long Duration Storage Systeme noch nicht marktreif sind, um die Mittagsspitze der Solarstrahlung in die Morgen- und Abendstunden zu verschieben. Also schließe ich daraus, dass die Vertikale Photovoltaik nur eine kurze Daseinsberechtigung hat, weil Long Duration Storage sehr dringend notwendig ist und demzufolge auch kommen wird. Vermutlich in weniger als 5 Jahren wird es sehr konkurrenzfähige Systeme geben.
Zur eindeutigen Unterscheidung von Long Duration Storage und Long Term Storage: Long Duration Storage meint Speichersysteme mit einer Entladezeit von 10-100 Stunden. Long-Term-Storage -im Text übrigens gar nicht erwähnt – meint dagegen eine zeitliche Verschiebung von Ein- und Ausspeicherung über Wochen und Monate.
Es wird und bleibt spannend, wie das Energiespeichern gut gelöst wird, damit das Gesamtsystem effizient und kostengünstig wird. Der vertikalen Photovoltaik traue ich eher nicht über den Weg. Viel spannender finde ich dagegen einachsige Ost-West-Tracker und die bewährte feste Südaufständerung in unseren Breiten.
Ralf Schnitzler schrieb:
„Der vertikalen Photovoltaik traue ich eher nicht über den Weg.“
Ich habe vor ein paar Wochen einen desolaten Zaun instant gesetzt und dabei bifaziale Module eingefügt. Das Ergebnis ist erstaunlich, Während die Spitzenleistung und der Ertrag tatsächlich geringer sind als bei Südausrichtung, liefern die Module bereits sehr zeitig brauchbare Erträge bis spät in den Abend. Die Erzeugung ist eine relativ flache Linie über den gesamten Tag.
Das Resultat ist, dass weniger erzeugt und weniger exportiert wird als bei Südausrichtung, aber es wird auch deutlich weniger Strom importiert. Dadurch wirkt der Zaun ähnlich einer Batteriespeicherung, was den Eigenverbrauch und damit die Microökonomie angeht, nur gänzlich ohne die damit verbundenen Kosten.
Ich hatte mit ein paar Modulen herumexperimentiert, Die gleichen Module, nach Süden ausgerichtet, brachten deutlich höhere Spitzenleistung (~37%), der Import war nur marginal reduziert und der Export war deutlich erhöht (aber in die Mittagsstunden gequetscht). Kurz, bei Südausrichtung war die Stromrechnung höher als bei vertikaler Verwendung mit Ost-West-Ausrichtung.
Viele Balkonanlagen sind (nahezu) vertikal. Zäune sind vertikal, Agrivoltaic in ihrer simpelsten Form ist vertikal. Fassadensolar, egal ob Solarthermie oder Photovoltaic, ist vertikal. Alle funktionieren hervorragend.
Ich glaube, es ist höchste Zeit, einmal dieses bierschwanger wirkende Bauchgefühl zu ignorieren und die Zahlen sprechen lassen?
Ziemlich sicher löst sich dann auch Ralf Schnitzler’s gefühlsbasierte Aversion gegen Agrivoltaic in Wohlgefühl auf, statt Misstrauen.
Gut wie sie Long Duration Storage (Stunden und Tage) und long Term (Wochen Monate) unterscheiden. Mich würde interessieren wie es mit einer vertikalen süd/Nord Ausrichtung aussieht. Die würde mMn im Winter, wenn der Strom im Durchschnitt teurer ist, evtl helfen. Den im Winter geht die Sonne nicht wirklich im Osten auf oder im Westen unter. Eher OS und SW. Der vertikale Winkel nach Süden bringt dann relativ gut Erträge (wenn mein Wärmepumpe läuft). Bei bewohnten Tagen ist es egal da die Fläche die Gleiche. Für den Sommer reichen die Erträge allemal, gerade weil dann der Verbrauch nicht so hoch ist.
DAS, das „vertikale Ausrichtung — nach Ost/West–“ viel besser ist. DAS screibe ich seit weit über 1 Jahr in verschiedenen Medien. —
Aber kein WissensSchafferlein fand DAS auch nur einen KurzKommentar wert. — Wohl weil ich „einfache Worte gebrauchte“ und nicht mit FachWörtern, Diagrammen, Tabellen „glänzte“ !?!
Und nun ?
Grosses Hallo, weils ja von ko-operierenden WissensSchafferln, die sich seither auf ihren Lorbeerkränzen sitzend gütlich taten –entsprechend verpackt und dekoriert– verkündet wird.
Hallo, alle miteinand-
und nur fröhlich weiter SO –
ES ging ja -bis jetzt- noch -fast- Alles eingermassen … … ?gut? !?!
Alles Gute !
Wolfgang Gerlach Ingenieur 84 Jahre
„Besser“ – in Hinblick auf eine möglichst hohen Anteil von erneuerbaren Energien bei der Abdeckung des Strombedarfes (ohne leistungsfähige) Speicher ist selbstverständlich diese Ost-West Ausrichtung besser.
Aber (wie in diesem Gesellschaftssystem entscheidend) bei der Erzielung des Maximalprofits ist es eben nicht besser, solange keine direkte (zeitlich abgestufte) Regulierung der Einspeisevergütungen entsprechend des tatsächlichen Bedarfes erfolgt.
Mein Vertrauen in die Wissenschaft hat schon einen srarken Schwund erlitten, weil jetzt sie erst jetzt als Erkenntnis hinstellt, was in diesem Chat schon seit Jahren diskutiert wurde, au ch von mir: dass wir dringend O- W-Anlagen brauchen und dass die weiter gefördert werden müssten, genauso wie Fassadenanlagen nach N!
Nun ja, die Wissenschaft ist in unserem Gesellschaftssystem mehr und mehr zu einem in erster Linie profitsteigerndem Produktionsmittel geworden. Deshalb darf solche Entwicklung nicht verwundern, sondern ist zwangsläufig.
@ R. Schnitzler: Sie diskutieren sehr einseitig: bifaziale O-W- Module können ihr ‚Leben‘ lang gute Dienste verrichten!
natürlich können sie das – aber ob sie lange in Betrieb bleiben ist fraglich. Es geht doch darum die Energiewende schnell und preiswert zu schaffen. Also nix auf Dächern, sondern nur große Freiflächenanlagen mit mehr als 10 MWp-Leistung. Warum beschreibe ich hier in einem Kommentar: https://www.pv-magazine.de/2024/08/12/fraunhofer-cines-veroeffentlicht-sieben-thesen-zu-vor-ort-systemen/
Da steht als letztes sinngemäß: „Kraftwerke werden solange betrieben, wie sie sich lohnen“. Vertikale Ost-West-Module benötigen viel mehr Fläche, um die gegenseitige Verschattung am Morgen und am Abend zu vermeiden. Auch sind die Errichtungskosten je KWp höher als fest aufgeständerte, nach Süden ausgerichete Anlagen. Ergo lohnen die sich nicht lange und sind zu ersetzen, durch bessere. In Zeiten von Flächen-, Geld- und Fachkräftemangel möchte ich das einfach nicht.
Kurz gesagt: Vertikale PV macht die Energiewende teurer als nötig. It´s the economy!
Ich bin und war schon seit Jahren weiter als „jetzt wissenschaftlich erkannt wird“
1. Anstatt bifazialer Module ists sinnvoller, 3 (oder mehr?) Module zu einer Art „LitfassSäule“ stabil mit einander zu verbinden
2. an könnte SO etwa 3 (oder mehr?) Etagen von Modulen übereinder integrieren
3. Man braucht SO nur etwa 20% BodenFläche pro erzeugter kWh
4. Die Module werden vor-und rückseitig gut belüftet, was über 10% besseren WirkungsGrad bringt
5. „Diese Technik“ wäre optimal geeignet, derzeit „auf Halde liegende“ Module doch noch zu nutzen
6a. Die unterste Modulkante muss ?um 1m? Mindest-Abstand vom Boden haben, und die Ansaugluft „intelligent geführt werden — damit die Ansaugluft NICHT zu boden-nah fliesst – und SO den Boden austrocknet
6b ODER man setzt „boden-nahe Module“ als „TrocknungsBeschleuniger“ — beispielsweise zur Heu-Gewinnung- ein
7. „Diese StänderTechnik“ ist optimal für FlachdachMontage
8a „Für künftig“ sollte man „für diese Anwendung“ Modul-Typen erarbeiten, die bestens „schwachLicht-tauglich“ sind
8b Bei Gelingen von 9a gibts morgens/abends/winters mehr Strom
8c Bei Gelingen könnten wir -DE- neue Märkte erschliessen, wo bisher PV, weil zu wenig Ertrag, nicht genutzt wird
9a man kann auch öffentlich verfügbare Ständer -wie Masten- nutzen — und verbraucht daher „keinen Boden“ für PhotoVoltaik
9b Man kann auch neu zu erstellende Masten / Antennen usw „vorsätzlich“ SO konstruierten“, dass diese sich optimal zur Modul-Montage eignen — und somit gleich mehrere nützliche Funktionen haben
10 SO kann auch auf einem kleinen HausGrundstück viel Strom generiert werden
Alles Gute !
Wolfgang Gerlach Ingenieur 84 Jahre
4. Man kann
@ H. Schnitzler: meine Hoffnung ist, dass die EEn schon in 5 Jahren die Bedeutung der ‚Economy ‚ deutlich verringert, auf dem Stromsektor. Wie auch andere immrr wieder schreiben: in einer sozialen Marktwirtschaft gehört Stromverversorgng zur Daseinsvorsorge und damit in die öffentliche Hand, und nicht den ‚Gewinngeiern‘
Das käme ja einem Gesellschaftsumbruch gleich. Von daher sind die Chancen dafür nicht unbedingt hoch. Größere Erfolge kann man stets dann erwarten, wenn man es (technologisch oder administrativ) schafft, solche Lösungen auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig oder sogar ökonomisch überlegen zu realisieren. (In diesem Fall eben günstige Nachführsysteme entwickeln.)
Dann läuft alles quasi automatisch.
@Ralf Schnitzler – kurzer Hinweis:
Sie schreiben „Vertikale Ost-West-Module benötigen viel mehr Fläche, um die gegenseitige Verschattung am Morgen und am Abend zu vermeiden.“ Sie unterlassen zu erwähnen, dass die Flächen zwischen den Modulen sinnvoll genutzt werden können – das nennt sich in der Landwirtschaft AGRI-PV und wird seit 2018 in Deutschland bereits im Megawatt-Bereich erprobt und inzwischen kommerziell genutzt. Finanziert von Investoren, die alle Faktoren einkalkulieren.
Sie schreiben „Auch sind die Errichtungskosten je KWp höher als fest aufgeständerte, nach Süden ausgerichete Anlagen.“ Das stimmt, aber die Erträge werden nicht nur durch Kosten und kWh/kWp bestimmt, sondern durch die Verkaufserlöse für produzierten Strom. Sehen Sie niedrige bzw. negative Strompreise in den Mittagsstunden nicht als Risiko für Solaranlagenbetreiber bzw. Investoren?
Allgemeiner Hinweis: Unterschiedliche Ausrichtungen von PV und die kurzfristige Speicherung von PV-Strom müssen sich doch nicht gegenseitig ausschließen, sondern sind beide Teil der Lösung! Eine gute, schnelle Energiewende bekommen wir auch nur alle gemeinsam hin. Also bitte „miteinander, nicht gegeneinander“ und das Ego hintenanstellen.