Bis zu 150 Prozent Einstrahlung: Warum Wolken Solaranlagen plötzlich beflügeln
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Solarmodule erzeugen unter bestimmten Wetterbedingungen kurzfristig mehr Strom als unter Laborbedingungen.
Wolken gelten bei der Photovoltaik gemeinhin als Ertragsbremse. Zieht eine Wolkendecke auf, bricht die Stromproduktion von Solarmodulen am Boden gewöhnlich spürbar ein.
Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen kehrt sich dieser Vorgang jedoch um. Wolken können das Sonnenlicht bündeln und dafür sorgen, dass Anlagen ihre angegebene Nennleistung zeitweise deutlich übertreffen.
Kleines Kraftwerk
Lichtreflexion an Wolkenkanten steigert Strahlung
In einer im Fachjournal Solar Energy veröffentlichten Forschungsarbeit untersuchten Markku Järvelä, Kari Lappalainen und Seppo Valkealahti von der finnischen Universität Tampere den sogenannten Cloud-Enhancement-Effekt (CE).
Bei teilweise bedecktem Himmel wirken Wolkenränder wie riesige Reflektoren. Sie streuen und reflektieren das einfallende Sonnenlicht so, dass punktuell mehr Strahlung den Boden erreicht als bei völlig wolkenlosem Wetter.
Messwerte übertreffen klaren Himmel
Die Forschenden registrierten während solcher CE-Ereignisse eine Lichteinstrahlung von bis zu 150 Prozent des regulären Werts eines strahlend blauen Himmels.
Diese verstärkte Strahlung führt dazu, dass Photovoltaikanlagen mehr Strom generieren, als es ihre standardisierten Labor-Nennwerte vorsehen.
Kurzzeitige Leistungsanstiege von bis zu 50 Prozent
Verweise auf frühere Messreihen zeigen, dass die Stromerzeugung von Solarmodulen während eines CE-Vorfalls unmittelbar mit der Strahlungszunahme skaliert. Kurzfristig sind Leistungszuwächse von 40 bis 50 Prozent möglich.
Neben der Strahlungsintensität beeinflussen dabei auch die aktuelle Betriebstemperatur der Solarzellen, Verschmutzungen auf der Glasoberfläche und die Ausrichtung der Module den konkreten Ertrag.
In der Regel halten diese Verstärkungseffekte nur wenige Sekunden bis etwa eine Minute an, längere Zeitspannen von mehreren Minuten bleiben die Ausnahme. Für den jährlichen Gesamtertrag fällt das Phänomen kaum ins Gewicht, gewinnt jedoch für die Stabilität und Steuerung der Stromnetze bei der Bewältigung abrupter Einspeisespitzen an Bedeutung.