Solarenergie: So beeinflusst das Wetter die Photovoltaikmodule
Wenn es um die saubere und erneuerbare Stromerzeugung geht, haben sich Photovoltaikanlagen als besonders nachhaltig und effektiv herausgestellt. Schließlich nutzen sie für die Stromproduktion die natürliche Sonnenenergie. Aber wie stark beeinflussen eigentlich die verschiedenen Wetterbedingungen die Leistung und die Effizienz von PV-Anlagen?
Im Zuge des Klimawandels stellen sich viele Fragen, vor allem, wenn es um die Zukunft des Planeten, aber auch um die Stromerzeugung sowie die Punkte Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit geht. Die Solarenergie-Nutzung mit der Solarthermie und vor allem der Photovoltaik steht im Rahmen der erneuerbaren Energien, neben der Windenergie und der Wasserkraft, im Fokus.
Insbesondere, wer sich über die PV Anlage Kosten informiert, muss sich bewusst machen, dass dies eine Anlage für die Zukunft ist, die sich langfristig auszahlen wird. Nicht zuletzt deshalb, weil sie zum Teil staatlich gefördert wird, in jedem Fall aber unabhängiger vom Stromnetz und den teilweise steigenden Kosten macht.
PV-Anlage: die Rolle vom Klima in der Solarenergie
Die Basis der Photovoltaik stellt die Sonnenstrahlung dar. Sie ist der entscheidende Faktor, wenn es um die Leistungsfähigkeit von PV-Anlagen geht. Die Gleichung ist einfach: Je mehr Sonnenlicht auf eine Solarzelle im Solarmodul einer Photovoltaikanlage trifft, desto mehr Strom wird am Ende erzeugt.
Folglich eignet sich der Einsatz einer Photovoltaikanlage vor allem dann, wenn sie in einer Region aufgestellt oder angebracht wird, in der häufig die Sonne scheint. Dabei muss man bei der Sonneneinstrahlung noch einmal zwischen zwei Arten, der direkten und der diffusen Sonnenstrahlung, unterscheiden.
Bei der direkten Sonnenstrahlung treffen die Strahlen von der Sonne aus ungehindert auf die Erde und damit direkt auf die Solarzellen. Daher gilt die direkte Sonnenstrahlung als besonders effizient und intensiv, wenn es um die Stromerzeugung geht.
Bei der diffusen Sonnenstrahlung wird die Strahlung auf dem Weg zur Erde gestreut. Das passiert etwa durch Staub, Wolken oder andere Partikel in der Atmosphäre. Auch wenn die diffuse Sonnenstrahlung im Vergleich zur direkten Sonnenstrahlung nicht so intensiv ist, kann sie trotzdem von den Solarzellen einer PV-Anlage genutzt werden.
Auswirkungen durch Wetterbedingungen
An sonnigen und wolkenfreien Tagen kann man die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage als am höchsten bewerten. Die direkte Sonneneinstrahlung ermöglicht eine besonders hohe Energieausbeute. Spezielle PV-Anlagen, die über Tracking-Systeme verfügen, können den Stand der Sonne verfolgen. Damit kann sichergestellt werden, dass die Solarmodule stets im besten Winkel zur Sonne stehen und damit die Energieaufnahme erhöhen.
Auch an bewölkten Tagen erzeugen die Solarzellen Strom aus der diffusen Strahlung. Allerdings wird hier die direkte Sonneneinstrahlung reduziert, was natürlich auch Einfluss auf die Effizienz der Photovoltaikanlage hat. Wichtig ist allerdings zu erwähnen, dass die modernen PV-Anlagen mit Solarmodulen ausgestattet sind, die darauf ausgelegt sind, auch bei diffusem Lichteinfall vergleichsweise effizient zu arbeiten. Also kann auch an bewölkten Tagen in der Regel eine beachtliche Menge an Strom produziert werden.
An regnerischen Tagen gibt es verschiedene Einflüsse auf die Solarmodule. Einerseits werden die Module der PV-Anlage durch das Regenwasser gewaschen, was einen reinigenden Effekt hat. Denn auf den Modulen können sich Staub und Schmutz ablagern. Dies kann im Nachgang eine Effizienzerhöhung der Solarmodule und damit eine höhere Stromerzeugung nach sich ziehen.
Auf der anderen Seite verringern Regenwolken die Lichtmenge, welche die Solarzellen erreichen.
Im Winter bzw. an schneereichen Tagen gibt es ähnlich unterschiedliche Effekte. Eine große Schneeschicht auf den Solarmodulen kann die Stromerzeugung blockieren. Daher sollte man den Schnee möglichst umgehend von der PV-Anlage bzw. den Solarmodulen entfernen. An klaren kalten Wintertagen kann sich die Effizienz der Solarzellen aber auch erhöhen, wenn das Sonnenlicht auf den Schneeoberflächen reflektiert wird.
Auch die Temperaturen haben einen Einfluss auf die Photovoltaikanlagen. Interessant ist, dass die Solarzellen bei niedrigen Temperaturen effizienter arbeiten. Das liegt daran, dass hohe Temperaturen den elektrischen Widerstand innerhalb der Solarzellen erhöhen, was die Leistung letztlich verringert. Sonnige, aber kühle Tage sind also sehr vorteilhaft, wenn es um den Betrieb einer PV-Anlage geht. Es gibt mittlerweile aber auch Module, welche speziell für hohe Temperaturen ausgelegt sind. Diese minimieren die möglichen Leistungsverluste.
Neben den verschiedenen Wetterlagen und der Temperatur hat auch die Windstärke einen Einfluss auf den Betrieb einer PV-Anlage bzw. die Effizienz von Solarmodulen. Herrscht eine gute Luftzirkulation, werden die Module gekühlt und die Effizienz kann sich erhöhen. Sind die Winde zu stark, kann sich dies möglicherweise negativ auf die Stabilität einer PV-Anlage auswirken. Eine solide und robuste Montage ist daher wichtig.