Solarpanel mit Sonnenblume Stock

Warum der Stromertrag sinkt, wenn die Temperatur steigt Solarenergie vs. Sommerhitze

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An heißen Sommertagen laufen Photovoltaik-Anlagen – so könnte man meinen – zu Höchstleistungen auf. Doch was auf den ersten Blick einleuchtend erscheint, bestätigt sich in der Praxis nicht. Die Gesamtleistung der in Deutschland installierten Photovoltaik-Anlagen erreicht ihren Höchststand nicht an den besonders heißen Sommertagen, sondern meist im eher kühleren April. Das wirft Fragen auf, die wir hier beantworten.

Vorab: Wie funktioniert eine Photovoltaik-Anlage?

Eine Photovoltaik-Anlage wandelt die Strahlung der Sonne direkt in elektrische Energie um. Zum Einsatz kommen dabei hauptsächlich mono- und polykristalline Solarzellen. Sie bestehen aus einem Halbleitermaterial, das unter dem Einfluss von Sonnenlicht Elektronen in Bewegung setzt. Dadurch wird Strom erzeugt, der sofort genutzt werden kann. Überschüssige Stromerträge werden in Batteriesystemen gespeichert und sichern so die Stromversorgung, wenn die Sonne nicht scheint, z. B. nachts oder an bewölkten Tagen. 

In welchem Verhältnis stehen dabei Sonneneinstrahlung und Effizienz?

Grundsätzlich sind Kontinuität und Intensität der Sonneneinstrahlung von entscheidender Bedeutung für den Stromertrag, den eine Photovoltaik-Anlage liefert. Wie effizient die Anlage arbeitet, hängt jedoch nicht allein von konstanter Sonneneinstrahlung ab. Selbst wenn diese an Intensität zunimmt, hat das nicht notwendig einen positiven Effekt auf den Stromertrag. Erfahrungsgemäß werden maximale Energieerträge zwar an den sonnigen Tagen des Jahres erzielt, aber hierbei spielt auch die Temperatur eine Rolle.

Welchen Einfluss hat die Temperatur auf den Stromertrag?

Die Solarzellen in einer Photovoltaik-Anlage haben eine optimale Betriebstemperatur, die bei etwa 25°C liegt. Wird diese Temperatur überschritten, arbeiten sie weniger effizient, weil sich mit steigenden Temperaturen der elektrische Widerstand in den Zellen erhöht. In der Folge kommt es zu Leistungsverlusten und der Wirkungsgrad des Solarmoduls sinkt. Wie stark der Wirkungsgrad pro Grad Celsius über der optimalen Betriebstemperatur abnimmt, lässt sich anhand des Temperaturkoeffizienten bestimmen, der aus eben diesem Grund ein entscheidender Faktor bei der Planung und Installation von Solaranlagen ist.

Was tun bei Leistungsverlust durch Temperaturanstieg?

Es gibt bereits verschiedene Technologien und Installationsmethoden, die zur Kühlung der Solarmodule dienen sollen. Dabei handelt es sich z. B. um spezielle Belüftungsmethoden und Materialien, die dazu beitragen, dass die Temperatur der Module sinkt und ihre Effizienz steigt. In Regionen und Klimazonen mit hoher Sonneneinstrahlung und gleichzeitig sehr hohen Temperaturen sind solche Maßnahmen unabdingbar – und zwar nicht nur im Hinblick auf die Effizienz der Photovoltaik-Anlage. Hohe Temperaturen können auch eine Materialermüdung beschleunigen und sich so langfristig auf die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Solarmodule auswirken.
 
Diese Punkte denken wir natürlich auch mit, wenn wir neue Assets und Projekte für das klimaVest Portfolio hinzukaufen. Beispielsweise haben wir auch in Solarprojekte in Schweden investiert. Schwedische Sommer sind mit Durchschnittstemperaturen 15 bis 25 Grad Celsius relativ mild.  Nur gelegentlich erreichen die Temperaturen im Süden auch höhere Werte.  Dies ermöglicht es uns, die maximale Effizienz und Langlebigkeit unserer Solarmodule zu gewährleisten und die Zuverlässigkeit unserer Projekte zu erhöhen.

(Quelle: Klima und Temperaturen in Schweden (Länderdateninfo))