Wird sich die totale Sonnenfinsternis vom 20. März auf Europas Solarenergienetz auswirken?

Die erste Sonnenfinsternis des Jahres 2015 steht am Freitag, den 20. März^NS, und kann eine einzigartige Herausforderung für die Solarenergieerzeugung in ganz Europa darstellen.

Sicher, wir waren skeptisch gegenüber vielen der Websites, die in letzter Zeit für einen „Blackout“ und einen Y2K-ähnlichen Untergang im Zusammenhang mit der totalen Sonnenfinsternis vom 20. März wirbten. Und obwohl es stimmt, dass Kometen und Finsternisse wirklich die „Ende der Welt der Woche“-Typen in Ihrem alten Web hervorbringen, gibt es tatsächlich eine faszinierende Geschichte der Wissenschaft im Kern der Sonnenfinsternis der nächsten Woche und der Herausforderung, die sie für die Energieerzeugung darstellt.

Aber zuerst eine kurze Zusammenfassung der Sonnenfinsternis selbst. Bezeichnet als „ Tagundnachtgleiche Eclipse “ Die Totalität tritt nur über einen Teil des Nordatlantiks auf und geht über die weit entfernten Färöer- und Spitzbergen-Inseln. Deutschland und Mitteleuropa können beim Maximum der Sonnenfinsternis mit einer teilweise verdeckten Sonne von etwa 80 % rechnen.

Die Stärke der Sonnenfinsternis vom 20. März in ganz Europa. Kredit : Michael Zeiler / GreatAmericanEclipse.com

Wir schrieben a vollständige Anleitung mit den Besonderheiten für die Beobachtung dieser Sonnenfinsternis gestern. Aber gibt es Anlass zur Sorge, wenn es um die Energieerzeugung geht?

Ein Stromnetz ist ein gewaltiger Balanceakt. Da die Stromproduktion aus einer Quelle abnimmt, müssen andere Quellen zum Ausgleich online gebracht werden. Dies ist eine große Herausforderung – insbesondere im Hinblick auf die Solarstromerzeugung.

Solarmodule für Wohngebäude in Deutschland. Bildnachweis: Wikimedia Commons/Sideka Solartechnik.

Deutschland steht derzeit an der Spitze der Solarenergietechnologie und repräsentiert ein sattes Viertel aller weltweit installierten Solarenergiekapazitäten. Deutschland ist heute für fast 7 % seiner jährlichen Stromproduktion auf Sonnenenergie angewiesen und hat in den sonnigsten Stunden bis zu 50 % des Strombedarfs des Landes mit Sonnenkollektoren gedeckt.

Wir haben uns kürzlich mit Barry Fischer getroffen, um das Thema zu besprechen. Fischer ist Head Writer bei Opower, einem Softwareunternehmen, das mithilfe von Daten Strom- und Gasversorger dabei unterstützt, ihr Kundenerlebnis zu verbessern. Basierend auf den Partnerschaften von Opower mit fast 100 Versorgungsunternehmen weltweit hat das Unternehmen den weltweit größten Energiedatensatz seiner Art zusammengestellt, der das Energieverbrauchsverhalten von mehr als 55 Millionen Haushalten auf der ganzen Welt dokumentiert.

ZU Studie veröffentlicht letzte Woche von Opower hebt Daten der partiellen Sonnenfinsternis im letzten Oktober über dem Westen der Vereinigten Staaten hervor. Es gibt kaum einen historischen Präzedenzfall für die Auswirkungen, die eine Sonnenfinsternis auf das Solarenergienetz haben könnte. Zum Beispiel während des 11. August^NS, 1999 totale Sonnenfinsternis, die direkt über Europa ging, wurden weniger als 0,1% des öffentlichen Stroms mit Sonnenenergie erzeugt.

Betrachtet man den Rückgang der Stromproduktion während der Sonnenfinsternis im Oktober 2014. Kredit : Opower.

Was sie fanden, war faszinierend. Obwohl die partielle Sonnenfinsternis 2014 nur 30 bis 50 % der Sonne verdeckte, ging die Solarstromproduktion über einen Nachmittagszeitraum von fast drei Stunden zurück, bevor sie zu einem normalen Muster zurückkehrte.

Bei der Untersuchung der Daten von 5.000 solarbetriebenen Haushalten im Westen der Vereinigten Staaten stellte Opower fest, dass diese Häuser während der Sonnenfinsternis 41 % weniger Strom als normal ins Netz zurückschickten. Zusammen mit einem Rückgang der Solarstromproduktion im Kraftwerksmaßstab um fast 1.000 Megawatt wurden diese Einbrüche dadurch ausgeglichen, dass die Netzbetreiber traditionelle thermische Kraftwerke hochfahren, die höchstwahrscheinlich mit Erdgas betrieben werden.

Es gab keine ernsthaften Probleme während der 23. Oktober^rd, 2014 partielle Sonnenfinsternis in Bezug auf die Solarstromproduktion im Südwesten der Vereinigten Staaten, obwohl es interessant ist festzustellen, dass die Auswirkungen der Sonnenfinsternis auf die Solarenergieproduktion leicht erkannt und gemessen werden konnten.

Die prognostizierten Auswirkungen der Sonnenfinsternis vom 20. März auf die Solarstromproduktion. Kredit : Opower.

Wie sieht der für den 20. März erwartete Rückgang und Anstieg der Solarleistung aus?^NSsich die Sonnenfinsternis von der Art unterscheiden, die sich beispielsweise durch den Beginn der Nacht oder einen bewölkten Tag darstellt? „Die Auswirkungen einer Sonnenfinsternis können sich breit – und ungewöhnlich schnell – in einer ganzen Region bemerkbar machen“, sagte FischerUniversum heute. Im kleinen Maßstab kann ein Bereich viele bewölkt sein, während im größeren regionalen Maßstab andere Bereiche mit klarem oder teilweise sonnigem Himmel ausgleichen können. Eine Sonnenfinsternis – auch eine partielle – ist grundlegend anders, da der plötzliche Beginn und der Abschluss über eine große Region relativ gleichmäßig sind.

Der 20. März^NSDie Veranstaltung bietet eine beispiellose Chance, die Auswirkungen einer Sonnenfinsternis auf die großflächige Solarproduktion aus nächster Nähe zu untersuchen. Eine Studie (auf Deutsch) der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin geht davon aus, dass die Solarstromproduktion 2,7-mal schneller als üblich sinken wird, wenn die Sonnenfinsternis über eine Zeitspanne von 75 Minuten fortschreitet. Dies entspricht dem Abschalten eines mittelgroßen Kraftwerks pro Minute.

Die erwartete Schleuder könnte genauso herausfordernd sein, da 18 Gigawatt Leistung am Ende der Sonnenfinsternis in etwas mehr als einer Stunde wieder online gehen. Und im Gegensatz zur Sonnenfinsternis 2014 in den USA, die gegen Sonnenuntergang endete, war die wichtigste Erholungsphase für den 20^NSDie Sonnenfinsternis wird gegen Mittag und während einer Spitzenproduktionszeit stattfinden.

Fischer stellte auch fest, dass „die zweite Hälfte der partiellen Sonnenfinsternis auch eine bemerkenswerte Herausforderung für das Netz darstellen wird“, da es 3,5-mal schneller als normal mit Solarstrom überflutet wird. Dieses Phänomen könnte auch als großartiges Modell dafür dienen, was in einem Netz, das in Zukunft zunehmend auf Solarstrom angewiesen ist, täglich passieren könnte, da die Energieproduktion täglich bei Sonnenaufgang hochfährt. Eine solche Realität könnte nur noch 15 Jahre entfernt sein, da Deutschland bis 2030 eine installierte Solarkapazität von 66 Gigawatt prognostiziert.

Das Crescent Dunes Solar Energy Project außerhalb von Tonopah, Nevada. Bildnachweis: Wikimedia Commons/Amble. Lizenziert unter einer CC BY-SA 4.0-Lizenz.

Welche Auswirkungen werden für eine zukünftige Sonnenfinsternis wie beispielsweise die Totale Sonnenfinsternisse 2017 und 2024 über den USA?

Diese Sonnenfinsternis kann als großartiger Probelauf dienen, um zu modellieren, was passieren könnte, wenn die Abhängigkeit von der Solarenergieproduktion wächst.

Das ist die moderne technische Gesellschaft, in der wir leben. Es ist faszinierend zu denken, dass Sonnenfinsternisse nicht nur ein wunderbares Himmelsspektakel sind, sondern ihre Auswirkungen auf die Stromerzeugung sogar als Modell für die intelligenten Stromnetze von morgen dienen können.