Innovation in alpiner Photovoltaik: Wie die Schweiz ihr Winterstromlücke meistern will

Mit dem Übergang in eine Ära, in der die Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik (PV) den fossilen Brennstoffen den Rang abläuft, rückt das Ziel einer vollständig mit erneuerbaren Energien betriebenen Zukunft näher denn je. Eine zuverlässige Stromversorgung über das ganze Jahr hinweg, insbesondere im Winter, ist jedoch nach wie vor eine große Herausforderung.

Die Schweiz hat dieses Problem proaktiv angegangen und die Notwendigkeit einer zuverlässigen Versorgung während der Wintermonate als hohe Priorität eingestuft. Da die Abschaltung von Kernreaktoren im Winter zu Importen von rund 10 TWh führt, was etwa 30 % des Energieverbrauchs des Landes im Jahr 2035 entspricht, liegt die Lösung in der Nutzung der Sonnenenergie in Höhenlagen über 1500 m über dem Meeresspiegel, um die Energielücke zu schließen.

Da das Energiedefizit im Winter deutlich höher ist, gewinnen alpine PV-Kraftwerke aufgrund ihres Potenzials, 50 % der Energieerzeugung in diesen kritischen Monaten zu liefern, zunehmend an Bedeutung. Der Schlüssel zur Erschließung dieses Potenzials liegt im Verständnis und in der Optimierung des Stromerzeugungsmusters von alpinen PV-Kraftwerken. Der erste Schritt in diesem Prozess besteht darin, strenge Tests durchzuführen, bevor in den Bau einer groß angelegten PV-Infrastruktur in den Alpen investiert wird.

Die Hauptakteure, die diese Entwicklung vorantreiben, sind das Konsortium Energia-Alpina, X-statik, Reech und Gantner Instruments, die Köpfe hinter dem vielversprechenden Projekt SedrunSolar.

Das Projekt SedrunSolar ist eine ehrgeizige alpine PV-Initiative, die auf einer Fläche von rund 180.000 _^m2zwischen den bestehenden Lawinenschutzbauten von Scharinas und der Sesselbahn Val Val – Cuolm Val im Skigebiet Sedrun. Mit fertigen Zufahrtsstrassen und einem Mittelspannungsanschluss an das Stromnetz ist das Projekt auf eine Leistung von rund 17 MW ausgelegt, was eine Jahresproduktion von rund 23 GWh erwarten lässt.

Um den Erfolg dieses Projekts zu gewährleisten, wird derzeit eine Testinstallation durchgeführt, um Einblicke in den Bau und den Betrieb des PV-Projekts zu gewinnen. Diese Testinstallation wird in den kommenden Sommer- und Wintermonaten eine entscheidende Rolle bei der Sammlung wertvoller Daten spielen, die die Entwicklung von Stromertragsmodellen für sequentiell angeordnete Modultischreihen unterstützen.

Die Erkenntnisse aus dieser Testanlage werden in die endgültige Planung der PV-Anlage einfliessen und diese verbessern. Der Bau der Testanlage, der ersten ihrer Art in der Schweiz, ist ein spannender Vorgeschmack auf die zu erwartende Umsetzung der Anlage.

Innovatives alpines PV-Prüfsystem

Ein fortschrittliches Prüfsystem, das umfassende Einblicke in das Design von alpinen PV-Kraftwerken ermöglicht, wurde installiert und stellt einen wichtigen Meilenstein im Projekt dar.

Die im Februar 2023 installierte Outdoor-Testanlage evaluiert die PV-Leistungserzeugung und misst alle Solar- und Umweltparameter, die für die Simulation und Planung eines MW-PV-Kraftwerks in den Schweizer Bergen erforderlich sind.

Das System generiert verlässliche Daten für die Modellierung der PV-Leistung von Hochgebirgsanlagen, insbesondere für bifaziale PV-Modultechnologien und verlässliche Albedo-Werte in Zeiten der Schneebedeckung.

Die Leistung verschiedener (bifazialer) PV-Module wird anhand von IV-Scans im Minutentakt getestet, wodurch ein zuverlässiges Modell des Verhaltens in dieser Umgebung während der verschiedenen Jahreszeiten und Montagebedingungen entsteht. Alle sekündlich erfassten Wetter- und PV-Daten sind perfekte Inputs für die Konstrukteure. Da keine Daten gemittelt werden, sind genaue Energieertragsvergleiche in Echtzeit möglich. All dies wird in der Cloud-basierten Lösung berechnet. Selbst statische Konstruktionen werden mit Schwingungssensoren bewertet.

Das System ist so konzipiert, dass es auch schwierigen Wetterbedingungen standhält und als netzunabhängiges System mit PV-Modulen mit einer Autonomie von mehreren Tagen betrieben werden kann, was angesichts der zu erwartenden langen Schlechtwetterperioden und einer Schneehöhe von bis zu 4 Metern unerlässlich ist.

Zusätzlich bietet eine Webcam Live-Streams und Ereigniserkennung, um die Aktivität von Tieren (z. B. Kühe am Tag, Kaninchen und Bären in der Nacht) oder neugierige Besucher zu überwachen. Das Verständnis dieses Verhaltens ist für die Gewährleistung der Sicherheit und Effizienz des Projekts unerlässlich.

Das System bietet vollen Fernzugriff, um neue Messkampagnen durchzuführen oder das Konsortium zu unterstützen.

Da Gantner Instruments auch auf die Überwachung und Regelung von PV-Anlagen spezialisiert ist, freuen wir uns, einen Beitrag zu diesem hochmodernen, in den Alpen bewährten Systemdesign für eine zuverlässige Schweizer PV-Erzeugung zu leisten.

Erfahren Sie mehr über Utility Scale PV Lösungen von Gantner Instruments Environment Solutions.

Möchten Sie mehr über das alpine PV Testprojekte erfahren? Auf unserer Website finden Sie die neuesten Nachrichten und Updates zu diesem Projekt. Oder kontaktieren Sie uns direkt, um mehr über unsere Beteiligung an dem Projekt und die neuesten Entwicklungen zu erfahren.

Erfahren Sie, wie Gantner andere Akteure im Bereich der PV-Leistungsüberwachung unterstützt hat.

Wir freuen uns darauf, Sie bei der nächsten Veranstaltung zu sehen:

• Die Smarter E Europe in München vom 14. bis 16. Juni