PV – Vertikale Solarsysteme reduzieren die Notwendigkeit, Strom zu speichern

In einer neuen Studie hat ein Forschungsteam von HTWK-Leipzig Er erklärt, dass es in Zukunft sinnvoll sei, zweiphasige Solarmodule vertikal zu installieren und dafür zum Beispiel landwirtschaftliche Flächen zu nutzen.

„Doppelseitige Solarmodule können Sonnenenergie von beiden Seiten nutzen. Sie sind in Ost-West-Richtung installiert und der Großteil des Stroms wird morgens und abends erzeugt. Dadurch wird die Speicherung von Strom reduziert und gleichzeitig der Platzbedarf zur Stromerzeugung gering gehalten“, sagt Sophia Rieker von der Hochschule für Technik (HTWK Leipzig) und Erstautorin der Studie. Vertikale Solarkraftwerke in eine deutsche Zukunft integrieren“. Energiesystem „. Die Forscher stützen ihre Argumentation auf eine Simulation des deutschen Energiesystems mit dem Programm Energyplan.

Ein neues Gesetzespaket soll den Ausbau erneuerbarer Energien beschleunigen

Um von Energieimporten unabhängig zu werden und den Kohlendioxidausstoß zu reduzieren, hat der Bundestag umfassend zugestimmt Gesetzespaket zum Ausbau erneuerbarer Energien In Deutschland Anfang Juli. Demnach soll der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Stromverbrauch bis 2030 von knapp 50 % auf mindestens 80 % gesteigert werden. Um das Ziel zu erreichen, müssen unter anderem die Rahmenbedingungen für neue Solarenergiesysteme verbessert werden.

Bifaziale Solarmodule sind etwas teurer als herkömmliche Solarsysteme. Aber mit zunehmender Stundenzahl verfügbarer Solarenergie steigt auch der Strombedarf anderer, etwa Gaskraftwerke. Solaranlagen können vertikal auf landwirtschaftlichen Flächen installiert werden. Das schafft zusätzliche Verdienstmöglichkeiten für Landwirte und erhöht das Potenzial der Region für erneuerbare Energien in Deutschland so weit, dass wir nur noch einen geringen Teil der zusätzlichen Energie importieren müssen“, sagt Jens Schneider, Professor für Netzenergiesysteme an der HTWK Leipzig & Co. und Studienautor. Auf Ackerland installierte Sonnenkollektoren können das Wachstum einiger Pflanzen unterstützen, indem sie die Pflanzen vor Wind und Hitze schützen. Direkt unter den Einheiten sind Blumenstreifen für mehr Biodiversität möglich. Durch das neue Gesetzespaket der Bundesregierung werden zukünftig die sogenannten Photovoltaikzellen besonders gefördert.

Energiesystemmodellierung 2030 als Basis

Sophia Reeker, Jens Schneider und Christoph Gerhards haben in ihrer Studie mit dem Energyplan-Programm ein Energiesystem für Deutschland entworfen, das gemäß den deutschen Klimaschutzzielen bis 2030 eine 80-prozentige Reduzierung der CO2-Emissionen im Vergleich zu 1990 bewirken würde. Die Forscher gehen dabei von einer Steigerung der Windenergieleistung von derzeit 64 auf 195 GW und von 58 auf 400 GW von der derzeitigen Solarleistung aus. Um diese installierte Leistung tatsächlich nutzen zu können, sind Energiespeicher erforderlich. Die Forscher zeigen in ihrer Studie, dass der Stromspeicherbedarf sinkt, wenn der Großteil der solaren Zubauleistung vertikal in Ost-West-Richtung installiert wird. Beispielsweise könnten in einem Szenario ohne zusätzlichen Stromspeicher allein dadurch mehr als 10 Megatonnen CO2 pro Jahr eingespart werden,

Sophia Reker hat an der HTWK Leipzig Energie-, Bau- und Umwelttechnik studiert. Die Arbeit basiert auf ihrer Masterarbeit aus dem Jahr 2021. Reker arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Forschungsgruppe von Professor Jens Schneider. Nachhaltigkeit und Klimaneutralität sind Querschnittsthemen in Forschung und Lehre an der HTWK Leipzig.

Index

Sophia Rieker, Jens Schneider, Christoph Gerhards (2022): Vertikale Solaranlagen in das zukünftige deutsche Energiesystem integrieren, Smart Energy 7, https://doi.org/10.1016/j.segy.2022.100083