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Studie

Sonnenfinsternis-Studie

Die Studie untersucht den Einfluss der Sonnenfinsternis im März 2015 auf die Solarstromerzeugung in Deutschland.

Da in Deutschland am 20. März 2015 zwischen 9:30 Uhr und 12:00 Uhr die Sonne teilweise durch den Mond verdeckt wurde, kam es während der Sonnenfinsternis zur Reduktion der solaren Bestrahlungsstärke. Im Vorfeld hatte die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme in einer Studie die damit verbundenen Effekte analysiert. Im Fokus der Studie stand die Analyse der daraus resultierenden Schwankungen in der Solarstromerzeugung. Hierzu ermittelten die Forscher:innen durch Simulationsrechnungen den Tagesgang der gesamten PV-Erzeugung unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung der PV-Anlagen innerhalb Deutschlands. Da die Bewölkungssituation die Leistungsabgabe der PV-Anlagen entscheidend beeinflusst, unterscheiden die Forscher:innen zwischen einem wolkenlosen und bedeckten Szenario.

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PV-Leistungsänderung um ein Vielfaches größer als bisher

Die Untersuchungen zeigen, dass während der Sonnenfinsternis der Bedeckungsgrad der Sonne im Norden Deutschlands größer als im Süden ausfällt. Um mögliche regionale Unterschiede in der PV-Erzeugung innerhalb Deutschlands aufzuzeigen, bestimmten die Forscher:innen die gesamte Erzeugungsleistung jeder Regelzone. Die Reduktion der PV-Leistung in den vier Regelzonen ist dabei von einer hohen Gleichzeitigkeit geprägt. Dadurch ist nur mit geringen regionalen Ausgleichseffekten während der Sonnenfinsternis zu rechnen. Dies bestätigt auch das Summenprofil der gesamten PV-Erzeugung in Deutschland. Bei wolkenlosem Himmel erwarteten die Wissenschaftler:innen während der Sonnenfinsternis eine Abnahme der PV-Erzeugung von -272 MW/min. Die erwartete Zunahme lag bei maximal 348 MW/min. Dies entspricht dem 3,5-fachen der bisher üblichen PV-Leistungsänderungen an sonnigen Tagen.

Mögliche Ausgleichsmaßnahmen der Schwankungen

Der Ausgleich dieser Schwankungen kann durch verschiedene Maßnahmen auf der Erzeugungs- und Nachfrageseite erfolgen. Aufgrund ihres Speicher- und Leistungsvermögens sind Pumpspeicherwerke dafür besonders geeignet. Allein die Pumpspeicher in Deutschland können aus technischer Sicht die Schwankungen der Solarstromerzeugung auch bei wolkenlosem Himmel vollständig ausgleichen.

Ergänzend können flexible Kraftwerke, wie schnell regelbare Gaskraftwerke, zum Ausgleich beitragen. Voraussetzung hierfür ist, dass die Sonnenfinsternis in der Kraftwerkseinsatzplanung vorausschauend berücksichtigt wird. Somit stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, um den nötigen Ausgleichsbedarf während der Sonnenfinsternis zu decken.

Kernaussagen der Studie

  • Auswirkungen der Sonnenfinsternis im März 2015 auf die Solarstromerzeugung und auf das Stromversorgungssystem in Deutschland hängen stark von der Wetterlage ab. Diese sind aber kalkulierbar und beherrschbar.
  • Die in Deutschland vorhandenen Pumpspeicherwerke haben aus technischer Sicht das Potenzial die resultierenden Schwankungen in der Solarstromerzeugung zu glätten.
  • Um die Flexibilität des konventionellen Kraftwerksparks durch schnell regelbare Gaskraftwerke als alternative Ausgleichsoption zu nutzen, ist der Grundlastanteil an der Stromerzeugung zu reduzieren.
  • Damit auch zukünftig bei zunehmenden Leistungsschwankungen das Stromversorgungssystem den Ausgleichsbedarf decken kann, sollte die Politik einen Zubau von Speicherkapazitäten verfolgen.

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