Bifaziale Solarmodule nutzen nicht nur direkte Einstrahlung auf der Vorderseite zur Stromerzeugung. Sie können auch indirektes Licht auf ihrer Rückseite verwerten. Vertikal aufgestellt ergibt das einen mehrfachen Effekt. Um einen maximalen Energieertrag zu erzielen, werden Solaranlagen bislang meist in Südausrichtung mit einem Neigungswinkel von 20 bis 35 Grad installiert. Sie erzeugen dann vorrangig im Sommer sowie mittags viel Strom. Um tages- und jahreszeitabhängige Schwankungen abzufangen, bedarf es deshalb Stromspeicher. In der Studie Integration of vertical solar power plants into a future German energy system zeigt ein Leipziger Forschungsteam, dass es für die Energiewende sinnvoll wäre, bifaziale Solarmodule senkrecht zu installieren und dafür beispielsweise landwirtschaftliche Flächen zu nutzen. „Bifaziale Solarmodule können Sonnenenergie von beiden Seiten nutzen. In Ost-West-Ausrichtung installiert, wird morgens und abends der meiste Strom erzeugt. Damit ließe sich der Bedarf an Stromspeichern reduzieren und gleichzeitig der Flächenbedarf für die Stromerzeugung gering halten“, erklärt Studienautorin Sophia Reker von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig).
Welche Vorteile bifaziale Module auf landwirtschaftlichen Flächen bringen
Bifaziale Solarmodule kosten zwar mehr als konventionelle. Da sie aber die Stundenzahl mit verfügbarer Solarenergie erhöhen, senken sie andere Elektrizitätsbedarfe, beispielsweise in Gaskraftwerken. Senkrecht lassen sich die Photovoltaiksysteme gut auf landwirtschaftlich genutzten Flächen errichten. „Das schafft zusätzliche Verdienstmöglichkeiten für Landwirtinnen und Landwirte und erhöht das Flächenpotenzial für erneuerbare Energien in Deutschland so sehr, dass wir nur in geringem Maße zusätzlich Energie importieren müssten“, erläutert Professor und Co-Autor Jens Schneider. Auf landwirtschaftlichen Flächen installierte Solaranlagen könnten zudem das Wachstum bestimmter Nutzpflanzen unterstützen, da sie die Pflanzen vor Wind und Hitze schützen. Direkt unter den Modulen seien Blühstreifen für mehr Biodiversität möglich.
Wie die Forschenden modelliert haben
Für ihre Studie haben Sophia Reker, Jens Schneider und Christoph Gerhards mit der Software Energyplan ein Energiesystem für Deutschland modelliert, das entsprechend der deutschen Klimaschutzziele im Jahr 2030 insgesamt 80 Prozent weniger CO2-Ausstoß als 1990 verursacht. Dafür nehmen die Forschenden einen Zubau von derzeit 64 auf 195 Gigawatt Windenergieleistung und von derzeit 58 auf 400 Gigawatt Sonnenenergieleistung an. Um diese installierte Leistung tatsächlich nutzen zu können, sind Stromspeicher nötig. Die Forschenden zeigen in ihrer Studie, dass der Bedarf an Stromspeichern sinkt, wenn der Großteil der zugebauten Solarleistung vertikal in Ost-West-Ausrichtung installiert wird. Quelle: HTWK Leipzig / jb
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