Schnee und Sonne den Bergen: Optimal auch für die Solarstromproduktion

In den Alpen scheint die Sonne fast so stark wie in Spanien. Dieses Potenzial wird noch viel zu wenig genutzt. Mit einem Forschungsprojekt in Arosa will Solarspar der Sonnenenergie im Berggebiet endlich zum Durchbruch verhelfen. 

Auf einem Flachdach am südlichen Rand von Arosa steht seit Mai 2017 eine kleine Versuchsanlage von Solarspar. Diese könnte entscheidend dazu beitragen, einige der aktuellen Herausforderungen der Solarbranche zu meistern.

 

Herausforderung Nummer eins: In den Alpen wird die Sonnenenergie noch viel zu wenig genutzt, obwohl dort mit einem Energiepotenzial von bis zu 1600 Kilowattstunden pro Quadratmeter fast spanische Verhältnisse herrschen.

 

Herausforderung Nummer zwei: Herkömmliche Solaranlagen liefern über Mittag am meisten Strom, wünschenswert wäre eine bessere Verteilung der Produktion über den ganzen Tag.

 

Herausforderung Nummer drei: Im Winterhalbjahr steigt der Energieverbrauch in unseren Breitengraden stark an. Photovoltaik-Anlagen liefern jedoch deutlich weniger Strom als im Sommer.

 

Herausforderung Nummer vier: In den Bergen scheint die Sonne im Winter intensiver und öfter als im Mittelland. Die Lichtreflexion des Schnees erhöht die Stromproduktion zusätzlich. Da herkömmliche Solarpanels aber oft von Schnee bedeckt sind, fällt die Stromproduktion bis zu fünf Monate aus.

Schritt für Schritt zu neuen Lösungen

Seit 2012 sucht Solarspar mit Teams der ZHAW Winterthur und Wädenswil nach neuen Methoden, um die Gewinnung von Solarstrom zu optimieren. Dank dieser Zusammenarbeit konnte unter anderem erstmals wissenschaftlich nachgewiesen werden, dass begrünte -Dächer Solarpanels kaum kühlen. Weitere Tests zeigten, dass sich bei Gründächern eine senkrechte Aufständerung von bifazialen Solarmodulen besonders gut eignet. Wenn beide Seiten der Zellen von der Sonne beschienen werden und eine Ost-West-Ausrichtung gewählt wird, werden die maximalen Erträge am frühen Morgen und am Nachmittag erzielt.

Trotz Schneefall viel Strom

Nun gehen die Versuche mit den senkrecht montierten Solarmodulen in Arosa in eine neue Runde. Weil handelsübliche 60-Zellen-Photovoltaik-Module aufgrund des Schattenwurfs nur in grossen Abständen installiert werden könnten, kommen auf der Testanlage sechs Kleinmodule mit 20 Zellen zum Einsatz – eine Spezialanfertigung des Schweizer Herstellers Meyer Burger. Ein weiterer Vorteil der kleinen Zellen: Sie laufen weniger Gefahr, durch starke Winde beschädigt zu werden. Da die Zellen senkrecht montiert sind, kann sich kein Schnee darauf absetzen, zusätzlich befinden sie sich auf eineinhalb Metern Höhe, um auch dickere Schneedecken zu überragen.

 

Die ersten Messresultate sind vielversprechend: Der Ertrag der vertikalen Module lässt sich mit konventionellen Modulen vergleichen. Die Anlage produziert vor allem in den Morgen- und Abendstunden Strom. Auch die rekordverdächtigen Schneefälle im Januar hat sie gut überstanden. Sie war nur zehn Tage lang zugedeckt.

 

«Die Erwartung, dass eine vertikal aufgeständerte Anlage im Winterhalbjahr einen wesentlichen Beitrag zur Stromproduktion leisten kann, scheint sich damit zu erfüllen», sagt Andreas Dreisiebner, Vorstandsmitglied von Solarspar und Initiant des Projekts. «Nun werden wir die bisherigen Resultate im Rahmen eines weiteren, grösser angelegten Versuchs in Arosa systematisch überprüfen.» Zudem möchte Solarspar gemeinsam mit den Projektpartnern verlässliche Grundlagen erarbeiten, wie solche Anlagen künftig optimal gebaut und dimensioniert werden sollen.

Text: Mirella Wepf