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Photovoltaik     


Partielle Sonnenfinsternis am 20. März 2015

Bild 1      20. März 2015 partielle Sonnenfinsternis in Deutschland
          Einstrahlung in horizontaler Ebene
Bild 2      20. März 2015 partielle Sonnenfinsternis in Deutschland
          Einstrahlung - Vergleich - W/m²
Am 20. März 2015 fand eine partielle Sonnenfinsternis in Deutschland statt. In Bingen betrug die Verschattung der Sonne durch den Mond ca. 75 %.
Die TH Bingen betreibt seit Ende 2010 eine PV-Anlage. Diese ist mit einem Sensor ausgestattet, der die horziontale Einstrahlung misst. Anlagen-Link
Bild 1 zeigt die Einstrahlungswerte in W/m² am Tage der partiellen Sonnenfinsternis am 20. März 2015. Um ca. 10:30 Uhr war der Maximalwert der Verschattung (~75 %) erreicht.
Bild 2 verdeutlicht den Unterschied zwischen partieller Sonnenfinsternis und normalem Sonnenschein. Der schwarze Verlauf im Bild 2 zeigt die Einstrahlung am 18. März, also zwei Tage vorher. Natürlich ist jeder Tag unterschiedlich, am Mittwoch ist die Sonne später als am Freitag aufgegangen und früher untergegangen. Trotzdem kann man sehr gut erkennen, welche Fläche bzw. welcher Einstrahlungsunterschied durch die partielle Sonnenfinsternis entstanden ist.

Bild 3 verdeutlicht den Unterschied der eingestrahlten Energie (kWh/m²). Die Differenz beträgt näherungsweise um 09:00 Uhr 0,03 kWh je m², um 10:00 Uhr 0,28 kWh je m² und um 11:00 Uhr 0,09 kWh je m². Daraus errechnen sich für die 5-kW-Anlage horrizontal 2 kWh. Da die Anlage geneigt ist, sind das ca. 2,8 kWh.

Bild 3      20. März 2015 partielle Sonnenfinsternis in Deutschland
          Einstrahlungsvergleich - kWh/m²
 
Die Leistung fällt innerhalb von 45 Minuten um 7,6 GW, d.h. die Steilheit beträgt ca. 10 GW pro Stunde.
Die Leistung steigt innerhalb einer Stunde um 13,8 GW, d.h die Steilheit beträgt 13,8 GW pro Stunde.
Diese Leistungsänderung erfordert Kraftwerke, die mit derselben Steilheit die eingespeiste Leitung ändern können. Hier sind z.B. thermische Kraftwerke gefragt, die innerhalb kurzer Zeit die Leistung um 8,5 GW erhöhen bzw. mit einer Steilheit von 13,9 GW/h die Leistung reduzieren können. Ein Steinkohlekraftwerk mit 600 MW Leistung, dass z.B. 3 % Lastfolgefähigkeit pro Minute besitzt und 60 % Minimalleistung benötigt, kann nur 3 % der notwendigen Leistung zur Verfügung stellen; d.h. es müssen 35 dieser Kraftwerke am Netz sein.

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