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Solarzellen auf Dächern tragen zunehmend zur Deckung des Strombedarfs bei. Nun haben Forscherinnen und Forscher das globale Potenzial von Solarmodulen berechnet
Solarzellen auf Dachflächen könnten einer Studie zufolge den jährlichen globalen Elektrizitätsbedarf decken. Das berichtet ein Forschungsteam nach einer Untersuchung zum Potenzial von Solarmodulen auf Dächern im Fachjournal "Nature Communications". Demnach bedecken die Dachflächen aller Kontinente etwa 200.000 Quadratkilometer, im Vergleich zu etwa 150 Millionen Quadratkilometern Landfläche.
Solarmodule auf Dächern machten 2018 weltweit rund ein Viertel des Kapazitätszuwachses von erneuerbaren Energien aus - in jenem Jahr betrug die Kapazität den Forscherinnen und Forschern zufolge 213 Gigawatt (Milliarden Watt).
Um das globale Potenzial dieser Form von Energiegewinnung abzuschätzen, kombinierten James Glynn vom irischen University College Cork und Kollegen zwei Ansätze, mit denen bisher Schätzungen vorgenommen wurden. Bei einem Ansatz werden Daten von Häusergrundrissen in einem überschaubaren Gebiet erhoben und dann auf größere Regionen hochgerechnet. Beim anderen Ansatz werden Luftbild- und Satellitenaufnahmen mittels Algorithmen des maschinellen Lernens auf Dachflächen untersucht.
Die Forscherinnen und Forscher teilten die gesamte untersuchte Landfläche in etwa 3,5 Millionen Quadrate von jeweils zehn Kilometern Kantenlänge ein. "In jeder Bewertungseinheit verwenden wir einen hochauflösenden Bevölkerungsdatensatz (bei 100 Metern räumlicher Auflösung), Straßenlängen und Grenzen bebauter Flächen, um die Dachfläche abzuschätzen", schreiben sie. Mit Hilfe von maschinellem Lernen ermittelt das Computermodell die Zusammenhänge zwischen diesen und weiteren Daten.
Weil die Sonneneinstrahlung je nach Breitengrad verschieden ist, ließ das Forschungsteam einen Umwandlungsfaktor in seine Berechnungen einfließen. Während die potenziell nutzbare Energie aufgrund der Sonneneinstrahlung in Westafrika das ganze Jahr über ähnlich ist, kann sie in Westeuropa zwischen 94 und 255 Milliarden Kilowattstunden pro Monat schwanken.
Solarzellen weltweit könnten 27 Billionen Kilowattstunden Strom liefern
Das Team um Glynn berechnete auch die Kosten pro 1000 Kilowattstunden: In Indien sind es 66 US-Dollar (etwa 57 Euro), in China 68 Dollar (knapp 59 Euro), in den USA dagegen 238 Dollar (205 Euro). Deutschland liegt mit 153 Dollar (132 Euro) dazwischen.
Insgesamt gelangten die Wissenschaftler zu einem Energiewert von 27 Billionen Kilowattstunden, die Solarzellen auf Dächern liefern könnten. Zum Vergleich: Die Internationale Energieagentur (IEA) beziffert den globalen Elektrizitätsverbrauch für das Jahr 2018 auf 24,7 Billionen Kilowattstunden.
Zum Ausschöpfen des Solarmodul-Potenzials sei die weltweite Einführung neuer Marktmechanismen in wettbewerbsorientierten Stromerzeugungsmärkten erforderlich, schreiben die Wissenschaftler um Glynn. "Angesichts sinkender Preise für Stromspeichertechnologien und eines intelligenten Managements von Verbundnetzen wird die Technologie der Dachsolaranlagen in diesen Märkten eine entscheidende Rolle spielen, indem sie Erzeugungs-, Speicher- und Systemausgleichsfunktionen übernimmt."
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