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Bessere Prognosen für bifaciale PV-Anlagen entwickelt

© Imec© ImecLeuven, Belgien - Bifaciale Solarmodule produzieren je nach Standort zwischen 5 bis 20 Prozent mehr Strom. Die tatsächlich zu erwartenden Energieerträge lassen sich jedoch nur schwer quantifizieren. Abhilfe verspricht ein neues Verfahren eines belgischen Unternehmens.

Bifaciale Solarmodule verfügen über beidseitig aktive Solarmodule, die Erzeugungsspitzen in den Morgen- und Abendstunden aufweisen. Damit sich für die Energiewende ein neues und interessantes Erzeugungsprofil.

Imec reduziert Fehleranfälligkeit von Ertragsprognosen
Während die vorhandenen Tools, die bei der Konfiguration von PV-Anlagen zur Energieertragsberechnung verwendet werden, bei Standard-Monofacial-Silizium-Solarmodulen immer präziser werden, haben Berechnungen bei bifacialen Systemen noch eine hohe Fehleranfälligkeit. Der Grund liegt in der deutlich schwierigeren Berechnung des Energieertrags, da die Energieerzeugung des rückseitig empfangenen Lichts von vielen Variablen abhängt. Diese sind z.T. schwer zu bestimmen, da sie im Tagesverlauf variieren können (z. B. Selbstabschattung, Anlagengeometrie, Befestigungsstruktur, Bodenbedeckung etc.). Außerdem kann die Ungleichmäßigkeit der hinteren Beleuchtung auf Modulebene zu einer unterschiedlichen Gesamtenergieerzeugung führen und zu elektrischen Fehlanpassungsverluste auf Stringebene führen.

Ein neues Simulationssystem der auf Nanoelektronik, Energie und digitale Technologien spezialisierten Forschungs- und Innovationseinrichtung Imec aus Belgien verspricht eine deutliche Verbesserung der Abschätzung der Energieerträge bifacialer Solarmodule. Die hohe Genauigkeit des neuen Verfahrens gegenüber bestehenden Ansätzen beruht nach Angaben des Unternehmens auf der Tatsache, dass mit dem neuen Verfahren nicht nur der Energieertrag der einzelnen Zellen und Module auf der Grundlage lokaler und unterschiedlicher meteorologischer Bedingungen berechnet wird. Zusätzlich wird auch die zweiseitige Beleuchtung und die Art und Weise ihrer Beeinflussung durch den Modulrahmen, die Geometrie der Systemkomponenten und die unterschiedliche Albedo berücksichtigt.

Das neue Simulations-Verfahren wurde auf Modulebene bei EnergyVille, einer Kooperation zwischen den flämischen Forschungsinstituten KU Leuven, VITO, Imec und UHasselt und in Zusammenarbeit mit der Kuwait University validiert. Jetzt soll das System an Großanlagen unter realen Bedingungen und in verschiedenen Klimazonen weltweit getestet werden.

Neues Erzeugungsprofil und weniger Flächenverbrauch
Solaranlagen mit bifacialen Solarmodulen befinden sich noch in einem frühen Marktstadium. Sie stellen aber eine interessante Option dar, da sie mit Blick auf die Energiewende ein neues Erzeugungsprofil ermöglichen. Bei einer bifacialen Anlagentopologie werden Module verbaut, die sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite Sonnenlicht in Strom umwandeln. Bei Aufständerung in Ost-West-Richtung erzeugen bifaciale Solaranlagen den Großteil des Stromes in den Morgen- und Abendstunden, d.h. zu Zeiten, in denen standardmäßig nach Süden ausgerichtete Anlagen kaum noch Strom erzeugen. Dadurch wird der Energiewende ein neues Erzeugungsprofil hinzugefügt: Solarstrom mit Erzeugungsspitzen vormittags und abends. Ein weiterer entscheidender Unterschied zu herkömmlichen, flach nach Süden ausgerichteten Anlagen besteht im geringen Bodenüberdeckunsgrad, da kaum Fläche überbaut wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen ist des Weiteren ein höherer Energieertrag zu erwarten. Je nach Standortbedingungen liegt die Ertragssteigerung in einer Größenordnung von 5 bis etwa 20 Prozent.

© IWR, 2019


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19.02.2019

 



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