Forschung - aktuelle Projekte

Winteroptimierte Photovoltaik

Der Energieertrag im Winterhalbjahr einer PV-Anlage in der Schweiz beträgt häufig nur etwa ein Drittel des Ganzjahresertrags, wogegen zwei Drittel der Energie im Sommerhalbjahr anfallen. Um diesem energiewirtschaftlich ungünstigen Umstand entgegenzuwirken, wurde beim Sonnenkraftwerk Mont-Soleil ein hoher Anstellwinkel der Solarmodule von 50° gewählt, was nicht nur die Sonneneinstrahlung im Winterhalbjahr erhöht, sondern insbesondere auch dazu beiträgt, dass der Schnee auf den Solarmodulen jeweils rasch abrutscht. Der Energieanteil im Winterhalbjahr konnte so im Sonnenkraftwerk Mont-Soleil auf gegen 40% gesteigert werden.

Das Verhalten der PV-Anlage Mont-Soleil bei Schneefall ist im Diagramm links illustriert. Am 14. Januar war die Anlage schneebedeckt. Wegen der geringen Sonneneinstrahlung (orange Kurve) rutschte der Schnee nicht ab und entsprechend verharrte die Anlageleistung (blaue Kurve) bei 0 kW. Der Produktionsverlust war wegen der geringen Sonneneinstrahlung jedoch auch gering. Am 15. Januar wurde eine Testfläche mit dem Besen vom Schnee befreit um einen repräsentativen Referenzzustand herzustellen. Die Leistungskurve (blau) bewegte sich in der Folge wieder synchron zur Globalstrahlungskurve (orange). In der Nacht auf den 18. Januar kam es zu einem erneuten Schneefall. Dank der an diesem Tag starken Sonneneinstrahlung rutschte der Schnee allerdings sehr rasch ab, was sich im Diagramm links in Form einer kleinen Phasenverschiebung zwischen der orangen und blauen Kurve zeigt.

Bei der gebäudeintegrierten Photovoltaik sind die Anstellwinkel der PV-Paneele jedoch oftmals nicht frei wählbar, was nicht selten zu substantiellen Ertragseinbussen durch Schneebedeckung führt. In einem breit angelegten Forschungsprogramm am Photovoltaiklabor der BFH in Burgdorf werden deshalb verschiedene Schneebefreiungsmethoden (elektrische und mechanische Lösungen) an einer Reihe von PV-Anlagen in der Schweiz untersucht, wozu namentlich auch das Sonnenkraftwerk Mont-Soleil gehört.

Die Messkampagne der BFH Burgdorf in Bezug auf die Schneeproblematik und deren Auswertung sowie Interpretation im gesamtenergiewirtschaftlichen Kontext ist noch nicht abgeschlossen und wird deshalb auch im Jahr 2019 fortgeführt.