Winterliche Photovoltaik in den Alpen: Vierfach mehr Stromertrag
Während des Winterhalbjahres können Solaranlagen in alpinen Regionen bis zu viermal mehr Strom erzeugen als solche in tiefer gelegenen Gebieten. Dies wurde durch Messungen an einer Testanlage im Skigebiet Davos-Parsenn nachgewiesen, die von der ZHAW in den letzten fünf Jahren durchgeführt wurden.
Im Rahmen des „Solarexpress“ werden derzeit zahlreiche Großanlagen in alpinen Regionen geplant und vom Bund gefördert. Die Forschungsgruppe Erneuerbare Energien der ZHAW hat in einem Bericht die wichtigsten Erkenntnisse aus Messungen an der alpinen Versuchsanlage Davos-Totalp zusammengefasst, um die Planung solcher Anlagen zu unterstützen. Diese Photovoltaik-Anlage befindet sich auf 2500 Metern über dem Meeresspiegel oberhalb von Davos und wird seit über fünf Jahren von der Forschungsgruppe in Zusammenarbeit mit den EKZ betrieben.
Alpine Solaranlagen tragen zur Versorgungssicherheit bei
Die Stromerzeugung einer alpinen Solaranlage verteilt sich annähernd gleichmäßig auf das Winter- und Sommerhalbjahr. Im Winterhalbjahr, von Oktober bis März, kann eine solche Anlage pro Flächeneinheit das Dreifache bis Vierfache einer Anlage im Mittelland erzeugen. Besonders bemerkenswert sind die hohen Erträge im April und Mai. In diesen Monaten erzielen alpine Solaranlagen ihre höchsten monatlichen Erträge, während die Stauseen noch relativ niedrige Wasserstände aufweisen. Laut ZHAW-Forscher Jürg Rohrer können alpine Solaranlagen somit einen erheblichen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten und möglicherweise fossile Reservekraftwerke überflüssig machen.
Optimale Ausrichtung und Neigungswinkel
Die Messergebnisse liefern praktische Anleitungen für die Planung von alpinen Solaranlagen. Es ist ratsam, solche Anlagen an Südhängen mit einer südlichen Ausrichtung der Module zu errichten. Module mit Neigungswinkeln zwischen 60 und 90 Grad minimieren Verluste aufgrund von Schneebedeckung, da der Schnee leicht abrutscht. Der Neigungswinkel beeinflusst zudem den Zeitpunkt des höchsten Ertrags: Senkrecht montierte Module mit einem Neigungswinkel von 90 Grad erzielen in den Monaten Dezember und Januar höhere Erträge, während Module mit 60 oder 70 Grad Neigungswinkel in den Monaten März bis Mai und im Sommer ertragreicher sind.
Ergänzende Rolle von alpinen Solaranlagen
Jürg Rohrer betont, dass alpine Solaranlagen die Photovoltaik-Erzeugung im Mittelland nicht ersetzen, sondern ergänzen sollen. Angesichts der Notwendigkeit, die Stromerzeugung aus Photovoltaik in den nächsten zehn Jahren mindestens doppelt so schnell wie im Vorjahr auszubauen, sollten zusätzlich zu Photovoltaik auch vermehrt Windenergie und ungenutzte Einsparpotenziale in Betracht gezogen werden. Aktuell führt die ZHAW-Forschungsgruppe Studien zum Einfluss des Abstands zwischen den Modulreihen auf den Ertrag von großen alpinen Anlagen durch, deren Ergebnisse im Sommer 2024 erwartet werden.