Sonnenfinsternis vom und ihre Auswirkungen auf die Photovoltaik-Produktion in Europa

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1 Sonnenfinsternis vom und ihre Auswirkungen auf die Photovoltaik-Produktion in Europa 13. Nationale Photovoltaik-Tagung, März 2015, Congress Center Basel 17. März 2015 Jan Remund, Meteotest

2 Inhalt Sonnenfinsternis Betroffene Gebiete und Zeitpunkte Modell Auswirkungen auf die PV-Produktion Schweiz, Deutschland, Europa Wettervorhersagen Massnahmen & Fazit Quellen: Mondfinsterns: NASA: Modellierung Deutschland: HTW Berlin, Fraunhofer ISE Modellierung Übertragungsnetz Europa: ENTSOE Sonnenfinsternis PV-Produktion

3 Sonnenfinsternis Sonnenfinsternis ist bekanntlich kein Weltuntergang, trotzdem «Solar eclipse puts Europe s power supplies at risk» (Financial Times, ) «Am 20. März droht Deutschland doppelter Blackout» (Die Welt, ) «Panikmache» der Energiewende-Gegner oder ernsthafte Bedrohung der Versorgungssicherheit? «Kann man nachts Lunarenergie nutzen?» (VSE, 2009) Am Freitag zeigt der Mond, was er tagsüber drauf hat: -12 GW Sonnenfinsternis PV-Produktion

4 Sonnenfinsternis Sonnenfinsternisse (SF) sind keine seltenen Ereignisse. Im 21. Jahrhundert kommen 224 Sonnenfinsternisse vor Letzte totale Finsternis in DE: 1999 Sonnenfinsternis vom : Total: Atlantik bei Island Teilweise: Europa / Nordafrika 70% Abdeckung, max. 10:30 CET Dauert in Westeuropa von 09:00 11:45 CET, lokal jeweils ca. 2 h 20 min Sonnenfinsternis PV-Produktion

5 Sonnenfinsternis Verlauf der Sonnenfinsternis (Quelle: NASA): Sonnenfinsternis PV-Produktion

6 Neu: 90 GW PV sind installiert Installierte PV; Max. Abschattungszeitpunkt - und wert 5 GW / 09:04 / 64% 17 GW / 09:46 / 73% 20 GW / 09:39 / 69% 19 GW / 09:36 / 48% 3 GW / 09:44 / 35% Quelle: EPIA, Stand 2013 (CH hat Ende 2014 ca. 125 W/Kopf) Unterschiede zu «früher»: Erstmals SF über Gebiet mit hoher PV- Dichte Unterschied zu Wolken: Schatten ist sehr schnell (1000 km/h) und bedeckt grosse Gebiete gleichzeitig Wolkenschatten sind viel lokaler und viel weniger schnell (50 km/h) Sonnenfinsternis PV-Produktion

7 Modellierung der PV-Produktion Eigenes einfaches Modell: PV prod = PV cap Gh 25 Süd 0.70 (1 OF) 1000 OF = obscuration factor = Verdeckungsfaktor (bis max. 0.8) Grundlage: Meteonorm 7.1 Schönwetterstrahlung für 6 Regionen Sonnenfinsternis PV-Produktion

8 PV-Produktion Schweiz Verlauf bei wolkenfreiem und bewölktem Himmel in der Schweiz PV installiert: 1000 MWp Max. Produktion «wolkenlos»: 690 MW Max. Gradient «wolkenlos»: 570 MW/h Pumpspeicherkapazität: 1500 MW CH_CS = «clear sky» = «wolkenlos» ohne SF Sonnenfinsternis PV-Produktion

9 PV-Produktion Deutschland Verlauf bei wolkenfreiem und bewölktem Himmel in Deutschland Max. Gradient «wolkenlos»: 22.5 GW/h (375 MW/min [ISE: 400, HTW: 350, ENTSOE: 360]) Max. Gradient «mix»: 13.5 GW/h (225 MW/min [ISE: ca. 220]) Max. Gradient «min»: 4.5 GW/h Pumpspeicherkapazität: 7 GW Max. Gradienten 2014: 20 GW/h Verhältnis max. Gradient SF zu max. Gradient am Nachmittag: 3.8 Sonnenfinsternis PV-Produktion

10 PV-Produktion Europa Verlauf bei wolkenfreiem und bewölktem Himmel in Europa PV installiert: 90 GWp Max. Gradient «wolkenlos»: 12.2 GW/h (203 MW/min [ENT = 700]) Max. Gradient «mix»: 7.7 GW/h (129 MW/min) Pumpspeicherkapazität: 43 GW Max. / Mix. Ausfall PV Prod.: 24 GW Gradienten sind schwächer als in einzelnen Ländern, da SF nicht gleichzeitig ENTSOE: hat anstatt PV-Leistung, Gradienten addiert Sonnenfinsternis PV-Produktion

11 Aktuelle Vorhersage Vorhersage Gesamtbewölkung für Freitagmittag (GFS, Sonnenfinsternis PV-Produktion

12 Auswirkungen auf PV-Produktion mit aktueller Prognose: CH&DEU Verlauf bei aktueller Vorhersage für Europa (Prognose vom / GFS MOS Meteotest) Max. Produktion: Max. Gradient: 0.4 GW mix 0.1 GW/h min Max. Produktion: Max. Gradient: 16 GW mix 3.6 GW/h min Sonnenfinsternis PV-Produktion

13 Auswirkungen auf PV-Produktion mit aktueller Prognose: Europa Verlauf bei aktueller Vorhersage für Europa (Prognose vom / GFS MOS Meteotest) Max. Produktion: 32 GW mix Max. Gradient: 6 GW/h (105 MW/min) mix Max. Ausfall PV-Produktion: 12 GW Anteil an Last (ca. 400 GW): 7 % Sonnenfinsternis PV-Produktion

14 Massnahmen Planung flexible Kraftwerke: Pumpspeicherung Flexible fossile Kraftwerke Wasserkraftwerke (mit Speicher) Europäischer Ausgleich PV-Kraftwerke: Drosselung vor und nach SF Zukunft: Nächste «spürbare» SF (tagsüber, > 50% OF) in DE: 2048 Bei 20% PV sind auch bei Normalbetrieb mehr Speicher und flexible Kraftwerke notwendig und vorhanden Sonnenfinsternis PV-Produktion

15 Fazit Sonnenfinsternis ist gut planbar Unterschiedliche Modelle zeigen vergleichbare Resultate ENTSOE zeigt unrealistisch hoher «worst case» für Europa Auswirkungen auf Stromnetz sind spürbar Europäische Koordination ist notwendig Massnahmen zum Ausgleich der Gradienten sind vorhanden «Dank» Wolken relativ kleine Gradienten In Zukunft werden Anforderungen grösser allerdings werden auch die Speicherkapazitäten vervielfacht werden Sicher kein Grund gegen Energiewende Sonnenfinsternis PV-Produktion

16 Don t panic - it s not the end METEOTEST Fabrikstrasse Bern, Schweiz