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Studie belegt: Solaranlagen fallen bei Extremhitze fast komplett aus

Felix Baumann
Bild: Unsplash / Manny Becerra

Der Klimawandel gefährdet zunehmend die europäische Stromversorgung, da extreme Sommertemperaturen nachhaltige Infrastruktur belasten. Eine neue wissenschaftliche Untersuchung zeigt, dass Solaranlagen bei Hitze massive Leistungseinbrüche von bis zu 90 Prozent erleiden können. 

Ein Forscherteam der Universität Évora in Portugal hat die Auswirkungen extremer Hitzephasen auf Solaranlagen auf der Iberischen Halbinsel in den Jahren 2024 und 2025 untersucht. Dafür analysierten die Wissenschaftler die reale Leistung von drei unterschiedlichen Photovoltaikanlagen in Portugal und Spanien, um die betriebliche Leistung und klimabedingte Resilienz von Photovoltaikanlagen unter realen Bedingungen zu messen.

Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede beim Ertrag – in Theorie und Praxis. Sie sind dahingehend relevant, da durch den Klimawandel die Temperaturen am Boden in diesem Gebiet seit 1979 teils signifikant angestiegen sind.

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Bis zum Jahr 2100 prognostizieren Klimamodelle für europäische Landflächen im schlimmsten Fall zudem einen weiteren Temperaturanstieg von bis zu 8,5 Grad Celsius. Wirtschaftlich drohen immense Schäden, denn die klimabedingten Risiken in Europa könnten bis in die 2080er Jahre jährliche Kosten von rund 40 Milliarden Euro verursachen.

Warum Solaranlagen bei Hitze kollabieren

In der Praxis sinkt die Effizienz von PV-Anlagen um 0,3 bis 0,5 Prozent pro Grad Celsius, sobald die Lufttemperatur die Marke von 25 Grad Celsius überschreitet. Während extremer Hitzewellen mit bis zu 49 Grad Celsius erwärmen sich die Moduloberflächen auf über 70 Grad Celsius.

Das beschleunigt die Alterung der Panels. In den heißesten Nachmittagsstunden führt dies zu einem kritischen Einbruch der Performance um bis zu 90,44 Prozent. Denn wird es zu heiß, schalten sich die Wechselrichter zum Selbstschutz ab.

Diese stündlichen Ausfälle wirken sich besonders auf die Infrastruktur aus. Das gefährdet auch die Netzstabilität. Zudem sind kurzfristige Hitzeeinbrüche oft nicht in den klassischen Planungsdaten transparent dargestellt. Die Studienautoren schreiben dazu:

In Planungs- und Vertragsfragen bedeutet dies, dass die Erwartungen des Entwurfsjahres das hitzebedingte Betriebsrisiko systematisch unterschätzen.

Neue Lösungsansätze für die solare Infrastruktur

Trotz der großen stündlichen Einbrüche zeigen Solarparks eine hohe regenerative Resilienz. Denn die Systeme erholen sich spätestens einen Tag nach dem Erreichen des Tiefpunkts. Um besser für die Zukunft zu planen, empfiehlt die Studie, klassische Simulationsdaten durch ereignisbasierte Stresstests auf Basis hochauflösender Reanalysedaten wie ERA5-Land zu ergänzen.

Diese frei verfügbaren Datensätze weisen eine hohe Übereinstimmung mit realen Messstationen auf und ermöglichen eine präzise Risikoanalyse. Neben besseren Daten sollten Anlagenbetreiber auch operative Schutzprotokolle anpassen. Dies passiert etwa durch die bessere Belüftung der Wechselrichter oder zusätzliche thermische Leistungsreserven.

Denn gerade Begleiterscheinungen des Klimawandels, wie Staubstürme und Waldbrandrauch, dämpfen die globale Strahlung zusätzlich und senken die Effizienz der Module.

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Felix Baumann ist seit März 2022 Redakteur bei BASIC thinking. Bereits vorher schrieb er 4 Jahre für den Online-Blog Mobilegeeks, der 2022 in BASIC thinking aufging. Nebenher arbeitet Felix in einem IT-Unternehmen und beschäftigt sich daher nicht nur beim Schreiben mit zukunftsfähigen Technologien.
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