Um den größtmöglichen Energieertrag zu erzielen, werden Photovoltaik-Module oft mit einem Neigungswinkel von 20 bis 35 Grad nach Süden ausgerichtet. Dadurch wird neben der Mittagszeit auch im Sommer viel elektrische Energie erzeugt.
Allerdings braucht es weitere Stromspeicherprogramme um tages- und jahreszeitliche Schwankungen auszugleichen. Eine Analyse von Forscher:innen der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig zeigt nun, dass Stromspitzen verringert werden können, wenn vertikale Solarmodule auf landwirtschaftlichen Flächen aufgestellt werden.
Bifaziale Solarmodule können Sonnenenergie von beiden Seiten nutzen. In Ost-West-Ausrichtung angelegt, wird der meiste Strom morgens und abends erzeugt. Das würde die Notwendigkeit elektrischer Energiespeicher reduzieren und gleichzeitig den Flächenbedarf für die Stromerzeugung minimieren, sind sich die Forscher:innen sicher.
Diese senkrechten Module sind teurer als herkömmliche Modelle. Da sie jedoch die Stundenzahl verfügbarer Sonnenenergie erhöhen, werden andere elektrische Energieanforderungen, ähnlich wie bei Gaskraftwerken, verringert.
Für ihre Prüfung verwendeten die Forscher:innen ein Softwareprogramm, um ein Energiesystem für Deutschland zu entwerfen, das im Einklang mit den deutschen Klimaschutzzielen im Jahr 2030, 80% weniger CO2-Emissionen im Vergleich zu 1990 erzeugen würde.
Um dies zu realisieren, gehen die Forscher:innen von einem Anstieg von derzeit 64 auf 195 Gigawatt Windenergie und von derzeit 58 auf 400 Gigawatt Solarenergie aus. Dafür wären große elektrische Energiespeicher gefragt. Die Forscher:innen stellen in ihrer Untersuchung dar, dass der Bedarf an elektrischer Energiespeicherung abnimmt, wenn nahezu die gesamte zugebaute Photovoltaikleistung vertikal in Ost-West-Ausrichtung aufgestellt wird.
In einer Situation ohne weitere elektrische Energiespeicher werden beispielsweise mehr als 10 Megatonnen CO2 pro Jahr eingespart, indem nur 70–90 % der hinzugefügten Module vertikal in Ost-West-Ausrichtung anstatt nach Süden ausgerichtet gebaut werden.
Vertikal aufgestellt, könnten solche Solarmodule auch gut mit landwirtschaftlichen Flächen harmonieren. Das wäre eine Einkommensalternativen für Landwirt:innen und wird das Flächenpotenzial für Erneuerbare Energien so weit erhöhen, dass Länder wie Deutschland eine geringere Menge an weiterer Energie importieren müssen.
PV-Anlagen, die auf landwirtschaftlichen Flächen angebaut werden, können auch den Anbau sensibler Pflanzen unterstützen, indem sie die Pflanzen vor Wind und Wärme schützen. Blühstreifen für zusätzliche Biodiversität sind direkt unter den Modulen machbar. Die Forscher:innen kommen zu dem Schluss, dass die deutschen Behörden früher oder später die Anreize für Agrar-Photovoltaik erhöhen sollten.
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Bild: Next2Sun
