Dieser Beitrag hat einen technischen Hintergrund und soll zeigen, welche Nutzungsmöglichkeiten für Photovoltaik an welchem Platz der Erde bestehen. Nur weil ein Land eine hohe solare Globaleinstrahlung pro Jahr aufzuweisen hat, bedeutet das noch lange nicht, dass die Photovoltaikenergie auch das ganze Jahr über dort verwendet werden kann.

 

Am Standort Europa werden durchschnittliche Ertragswerte von 800 – 1300 kWh pro installierten Leistung erzielt.

Bekannterweise kann in Afrika entsprechend mehr Sonnenertrag erzielt werden. In der nebenstehender Tabelle ist beispielsweise der jährliche Ertrag von Ghana in Westafrika dargestellt.

Dieser beträgt zwischen 1300 – 1600 kWh pro einer Leistung von einem kWp  (p = Peak = Labor-Spitzenwert).

Soweit nichts neues.

 

Quelle: https://globalsolaratlas.info

Tipp: Auf der Webseite kann unter „Download“ eine Region oder ein Land eingestellt worden. Weiter unten kann dann die Karte für das zu erwartenden Photovoltaik Potential herunter geladen werden (Photovoltaik electricity output)

 

In der unten stehenden Tabelle wird das Photovoltaik Potential bestätigt. In München wurde in diesem Jahr 947 kWh pro kWp erzielt, in Ghana jedoch 1.620 kWh pro kWp (grün markiert)

Der entscheidende Unterschied ist, dass in München die Solar-Stromerträge in den jeweiligen Monaten sehr unterschiedlich sind und im Sudan oder Südafrika jedoch nicht. Siehe violette Markierung.

Die dargestellten Erträge zeigen monatliche Strom Erträge in verschiedenen Städten. Rechnet man diese auf den Tag um (der Einfachheit nur 30 Tage), dann wird beispiesweise in München im November pro Tag ein Ertrag von 1-2 kWh pro kWp erzielt.

Im Sudan werden zwischen 3,5 – 5,3 kWh pro kWp erreicht. Die geringeren Erträge werden durch die starke Hitze im Sommer verursacht.

Beispiel Europa:

In Ländern mit einer stabiler Stromversorgung und geregelter Einspeisungsvergütung wird die Photovovoltaik dazu genutzt, um Kosten einsparen, Geld zu verdienen oder um die Umwelt zu schonen. Es spielt hier keine große Rolle, in welchen Monaten der Photovoltaik Ertrag erzielt wird.

Beispiel Afrika:

Hier sind die Rahmenbedingungen anders:

  • Keine oder schwankende Stromversorgung
  • Dunkelheit zwischen ca. 18 Uhr und 6 Uhr über das ganze Jahr
  • ähnliches Photovoltaik Spitzen-Potential über alle Monate hinweg

Somit ist die Solarenergie in beispielsweise Afrika perfekt für die Nutzung der Beleuchtung.

Das nachfolgende Beispiel verdeutlicht die Ladung einer Abiola Handlampe C5:

Eine Lampe C5 hat eine Batterie mit einem Akku von 5200 mAh (5,2 Ah). Wird diese im Januar in Deutschland mit einem 10W Modul aufgeladen, kann ein Strom von etwa 0,3A gemessen werden. Rein rechnerisch dauert die Aufladung dann (5,2 Ah / 0,3A) = ca. 17,3 Stunden. Diese Zeit wäre für eine Familien nicht gut, da die Aufladung der Lampe zu lange dauern würde.

 

Gemäß der Tabelle oben ist der PV-Ertrag im Januar in Afrika etwa 4 mal so hoch als in München. Demzufolge könnte beim gleichen Versuch ein Strom von 1,2 A gemessen werden. Entsprechend könnte die Abiola C5 Lampe in 4-5 Stunden geladen werden. Theoretisch können mit einem 10W Modul fast zwei C5 aufgeladen werden.

Bitte bedenkt, dass dies nur theoretische Berechnungen sind. Entscheiden ist jedoch, dass man in Afrika die Photovoltaik-Energie optimal für die ganzjährige Nutzung für Beleuchtung und Kommunikation verwenden kann. 

Test:
Im April 2019 wurden von uns 6 Abiola Lampen C5 in Deutschland, Kempten an einem Tag mit einem 3,5 W – Modul aufgeladen. Alle 6 Lampen wurden 3 mal an diesem Tag nach der Sonne ausgerichtet (Früh, Mittag, Abend).

Dann wurde die Beleuchtungsdauer der Lampen C5 ermittelt. Ergebnis:

Hellste Lichtstärke:            12 Stunden
Mittlere Lichtstärke:           32 Stunden
Schwächste Lichtstärke:   144 Stunden

Durch den zusätzlichen USB-Ausgang an der Lampe C5 kann die eingebaute Batterie auch für andere Zwecke genützt werden, z.B. für die Aufladung eines Handys oder Benützung eines USB-Ventilators.