Forscher des Fraunhofer ISE haben berechnet, wie sich die partielle Sonnenfinsternis auf die Photovoltaikproduktion auswirkt. Diese hängt vor allem vom Wetter ab. An einem sonnigen Tag wird die Solarstromleistung am Netz kurzfristig auf die Hälfte einbrechen. Die Stromversorgung in Deutschland wird aber weiterhin gesichert sein.
Forscher des Fraunhofer-Instiuts für Solar Energiesysteme (ISE) in Freiburg haben die Auswirkungen der Sonnenfinsternis am 20. März dieses Jahres auf die Stromversorgung in Deutschland untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei natürlich die Simulation der durch Photovoltaikanlagen erzeugten Stromeinspeisung während der partiellen Sonnenfinsternis am kommenden Freitag. In diese Simulation haben die Freiburger Experten historische Messdaten von 160 realen Photovoltaikanlagen mit 5-minütiger Leistungsmessung einfließen lassen. Für jede dieser Anlagen haben sie die Daten der Messtag von 10. bis 30. März in den Jahren 2011 bis 2014 untersucht. „Damit können wir für eine Vielzahl unterschiedlicher und realitätsnaher Wetterereignisse die Auswirkungen der Sonnenfinsternis auf die deutschlandweite Photovoltaikleistung abbilden“, erklärt Bruno Burger, Leiter des Projektes am Fraunhofer ISE. Denn immerhin haben die Freiburger Forscher damit 84 reale Messtage für alle 160 untersuchten Anlagen.
Leistungseinbruch hängt vom Wetter ab
Das Ergebnis der Simulation ist: Tatsächlich wird die Verschattung der Sonne durch den Mond dazu führen, dass die Produktion von Solarstrom in Deutschland zeitweise drastisch zurückgeht. Allerdings zeigen die Simulationen erhebliche Unterschiede, die vor allem vom Wetter abhängen, das an diesem Tag herrschen wird. Tatsächlich sorgt nach derzeitigen Wetterprognosen ein Tiefdruckgebiet für wechselhaftes Wetter am Tag der Sonnenfinsternis. Allerdings ist die Qualität der Prognose noch relativ unsicher. Sollten tatsächlich Wolken den Himmel am Tag der Sonnenfinsternis verhängen, so wird die Auswirkung auf die Produktion von Solarstrom eher gering sein, da die zu erwartende Einspeisung ohnehin gering wäre. „Schient jedoch die Sonne ungetrübt auf die rund 1,4 Millionen Photovoltaikanlagen in Deutschland, wirkt sich der Kernschatten am Vormittag deutlich stärker auf die bundesweite Photovoltaikleistung aus“, warnen die Freiburger Forscher.#
Schnelle Änderung erwartet
Konkret zeigt die Analyse, dass sich die eingespeiste Photovoltaikleistung durch den vorüberziehenden Kernschatten besonders schnell ändern kann. Zunächst wird die Leistung mit aufziehendem Schatten deutlich abnehmen, um nach Überschreiten der maximalen Verschattung in kurzer Zeit wieder erheblich anzusteigen. „Im Falle eines sonnigen Märztags, kann diese zeitliche Änderung der Photovoltaikleistung den Maximalwert des Jahres 2014 um den Faktor 2,5 übersteigen“, fasst Bruno Burger die Simulationsergebnisse zusammen. Konkret bedeutet dies, dass an einem sonnigen Tag die Erzeugung von Solarstrom in Deutschland kurz vor der Sonnenfinsternis auf eine Leistung von 18 Gigawatt ansteigen wird. Währen der Mond einen Teil der Sonne verdeckt, wird diese Leistung auf neun Gigawatt sinken. Hat der Mond den Kernschatten der Sonne verlassen, dann steigt die Photovoltaikleistung abrupt wieder auf 26 Gigawatt an.
Stromversorgung ist sicher
Allerdings wird das die Stromversorgung in Deutschland dadurch nicht zusammenbrechen. „Eine Netzsimulation hat gezeigt, dass keine Schwierigkeiten auf der Nieder- und Mittelspannungsebene zu erwarten sind“, betonen die Freiburger Forscher. Denn vor allem die flexiblen Pumpspeicherwerke werden zusammen mit dem konventionellen Kraftwerkspark in der Lage sein, den Zusammenbruch bei der Solarstromproduktion zu überbrücken. „Für weitere Systemstabilität sorgen die Windkraftanlagen und große Photovoltaikanlagen, die technische in der Lage sind, ihre Einspeiseleistung in kürzester Zeit zu reduzieren“, betont Burger. Allerdings müssen die Übertragungsnetzbetreiber aufmerksam am Vortag die Redispatchmaßnahmen festlegen. Dabei können sie den zu erwartenden Rückgang der Photovoltaikeinspeisung bereits berücksichtigen. Schließlich haben die Netzbetreiber dann schon qualifizierte Wetter- und Einspeisemengen zur Verfügung. Zudem wird die Zeit, in der der Mond bis zu drei Vierteln der Sonne verdeckt, relativ kurz sein. Zwischen 9:30 und 12:00 Uhr erwarten die Freiburger Forscher eine Reduzierung der Sonneneinstrahlung um bis zu 80 Prozent. (su)
