Photovoltaik Versuchsanlage Davos Totalp Messergebnisse Sommerhalbjahr 2019
Creators: name: Anderegg, Dionis
name: Strebel, Sven
name: Rohrer, Jürg
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2020
Subjects: Winterstrom
Photovoltaik
Bifazial
Alpin
Erträge
Sommerhalbjahr
621.3: Elektro-, Kommunikations-, Steuerungs- und Regelungstechnik

description: Die ZHAW betreibt zusammen mit den EKZ eine Photovoltaik-Versuchsanlage auf der Totalp in Davos. Diese befindet sich auf 2'500 m.ü.M. und wurde im Jahr 2017 in Betrieb genommen. Die Anlage ist nach Süden ausgerichtet und verfügt über sechs Anlagensegmente, für welche beliebige Neigungswinkel gewählt werden können. Sie sind momentan zwischen 30° und 90° geneigt. Die Segmente wurden so ausgelegt, dass ein direkter Vergleich von monofazialen und bifazialen Modulen mit jeweils gleichen Anstellwinkeln möglich ist.

Dieser Bericht beschreibt die Resultate der Messdaten für das Sommerhalbjahr 2019 (Anfang April bis Ende September). Die Auswertungen zeigen abhängig vom Anstellwinkel und der Modultechnologie (mono- und bifazial) erhebliche Ertragsunterschiede von bis zu 35% (70° bifazial gegenüber 90° monofazial). Die höchsten DC-Saisonerträge mit 1067 kWh/kWp konnten im Segment D mit 70° Neigung und bifazialen Modulen gemessen werden. Demnach produzierte dieses Segment alleine im Sommerhalbjahr mehr Energie als eine durchschnittliche Mittelland-Anlage in einem gesamten Jahr. Das ertragsschwächste Segment mit 691 kWh/kWp auf der DC-Seite war das Segment F mit senkrecht angestellten, monofazialen Modulen. Im vertikal aufgeständerten, bifazialen Segment E wurden lediglich 4% geringere Energieerträge generiert, als im Segment A mit 30° Neigungswinkel.

Die Leistungsverläufe eines ausgewählten Tages pro Monat ohne Bewölkung zeigen, dass die flach aufgeständerten Segmente A und B (30° monofazial) vor allem im Spätsommer und Frühherbst zu hohen Erträgen führten, während die höchsten Leistungen im Frühling und Frühsommer bei bifazialen Modulen (insbesondere 70° Neigungswinkel) gemessen werden konnten.

Im untersuchten Zeitraum führten die bifazialen Module im Vergleich zu den monofazialen Modulen mit derselben Neigung zu erheblichen Mehrerträgen von 28% (70° Neigung) respektive 36% (90° Neigung). Diese hohen Mehrerträge sind insbesondere auf die Schneebedeckung bis Anfang Juli und direkte Einstrahlung auf die Modulrückseite während der längsten Tage zurückzuführen. Ausserdem standen, bedingt durch den hohen Sonnenstand, die hohen Rückseitenerträge im Sommer vergleichsweise geringen Vorderseitenerträgen gegenüber, wodurch der relative Mehrertrag durch bifaziale Module anstieg.

Ein Vergleich der AC-Erträge mit einer Photovoltaik-Anlage am Standort Wädenswil im schweizerischen Mittelland zeigt, dass besonders im Frühling und Frühsommer markant höhere Erträge in den Alpen entstanden (bis zu 137% monatlicher Mehrertrag). Im Juli und August zeigten die steil aufgeständerten, monofazialen Modulsegmente geringfügig niedrigere Erträge als die Vergleichsanlage in Wädenswil. Bereits im September produzierten alle Segmente der alpinen Anlage wieder mehr elektrische Energie als die Anlage im Mittelland. Das über das gesamte Sommerhalbjahr ertragsschwächste Segment F (90° monofazial) erzeugte geringfügig höhere Erträge als die Vergleichsanlage im Mittelland. Dies ist insbesondere deshalb positiv, da der Ertrag durch den hohen Neigungswinkel im Winterhalbjahr gesteigert wird. Damit gehen üblicherweise niedrige Erträge im Sommerhalbjahr einher. Trotzdem bestand gegenüber der Vergleichsanlage in Wädenswil kein Nachteil durch die optimierte Winterstromproduktion im Sommer.