Bifaziale Solarmodule: Mit senkrecht montierter Photovoltaik gegen Stromspitzen

Photovoltaik und Windenergie sind die beiden großen Säulen der Energiewende. Solarmodule werden immer günstiger und leistungsfähiger und sind auch auf Hausdächern längst keine Ausnahme mehr. Allerdings bleibt ein Problem: Die meisten Solaranlagen sind nach Süden ausgerichtet, sodass mittags mehr Strom ins Netz eingebracht wird als benötigt wird, während morgens und abends Strom fehlt. Ein Lösungsansatz für diese Problematik sind bifaziale Module: Sie werden in Ost-West-Richtung ausgerichtet und haben zwei aktive Seiten, sodass sie morgens und abends Strom erzeugen.

Bifaziale Module liefern abends und morgens Strom

Im Zuge der Gasknappheit sowie der steigenden Strompreise wird Photovoltaik immer attraktiver. Die Probleme der Technologie bleiben jedoch bestehen. Durch den vermehrten Einsatz sogenannter bifazialer Solarmodule könnten sie teilweise gelöst werden. Dabei handelt es sich um Solarmodule, die senkrecht aufgestellt werden und so von beiden Seiten einfallendes Sonnenlicht nutzen können. „In Ost-West-Ausrichtung installiert, wird dadurch morgens und abends der meiste Strom erzeugt„, so Sophia Reker von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig. Das Sonnenlicht ist morgens und abends zwar weniger intensiv, allerdings wird dies durch die Tatsache ausgeglichen, dass das Licht zweimal täglich auf die Module trifft.

„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 Scheider, der mit Reker zusammenarbeitet. Ein gewöhnliches, um 20 Grad nach Süden ausgerichtetes Solarmodul erreicht gegen elf Uhr seine Maximalleistung von 0,76 Watt pro installiertem Watt. Ein bifaziales, in Ost-West-Richtung ausgerichtetes Modul erreicht unter gleichen Bedingungen jeweils morgens um 07:00 Uhr und 16:00 seine Spitzenleistung von jeweils 0,69 Watt pro installiertem Watt. Somit liegt die Stromausbeute des senkrecht in Ost-West-Richtung ausgerichteten Bifazialmoduls bei etwa 999 Wattstunden pro installiertem Watt und Jahr. Das gängige Modul bringt es auf 1020 Wattstunden pro Jahr und installiertem Watt.

Besonders für den Einsatz in der Landwirtschaft geeignet

Der vorrangige Einsatzzweck solcher Module ist indes der Ausgleich der für Solarenergie so typischen Tagesschwankungen. Denn wenn senkrechte, bifaziale Module mit gängigen Modulen kombiniert werden, fällt der typische Mittagspeak schwächer aus. Das heißt, der Bedarf mittags könnte zwar weiterhin gedeckt werden, aber die senkrechten Anlagen liefern morgens und abends Strom und können den zu dieser Zeit für gewöhnlich recht hohen Bedarf mit abdecken.

Das Resultat ist ein verringerter Bedarf an teuren und wartungsaufwändigen Stromspeichern. Zu diesem Ergebnis kommt zumindest eine Modellsimulation des deutschen Stromnetzes im Jahr 2030, in das nur erneuerbare Energien eingespeist werden. „Bei 100 Prozent gängigen Solaranlagen müssten 117 Terawattstunden an Strom vorübergehend gespeichert werden„, so Reker und ihre Koleg:innen. Wären 70 Prozent der verbauten Anlagen Senkrechtanlagen, dann wären es nur noch 94 Terawattstunden. Die Stromspeicherung ist nicht nur relativ teuer, sondern auch mit Verlusten verbunden, sodass eingesparte Speicherkapazität Strom sparen würde.

Durch ihren senkrechten Aufbau können bifaziale Anlagen gut auf landwirtschaftlich genutzten Flächen installiert werden. „Das schafft zusätzliche Verdienstmöglichkeiten für Landwirte und erhöht das Flächenpotenzial für erneuerbare Energien in Deutschland so sehr, dass wir nur in geringem Maße zusätzlich Energie importieren müssten„, so Schneider. Die Module benötigen einen Abstand von acht bis 10 Metern, sodass dazwischen genug Platz für den Anbau von Pflanzen wäre.

Außerdem können Solarmodule auf landwirtschaftlichen Flächen das Wachstum bestimmter Nutzpflanzen unterstützen, indem sie Wind und direkte Sonneneinstrahlung abhalten. Das neue Gesetzespaket der Bundesregierung sieht eine besondere Förderung der sogenannten Agri-Photovoltaik vor.

via Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig