II/ Photovoltaikstatistik der Schweiz 1999
Bisher unangefochtene Führungsrolle der Schweiz am Wanken
    Die Daten für das Jahr 1999 zeigen eine Reihe von positiven Entwicklungen, aber die ausländische Konkurrenz wächst schneller: Bei der installierten Solarstrom-Leistung konnte der positive Wachstumstrend der letzten Jahre knapp aufrecht erhalten werden. Die Schweiz bleibt damit führend bei der Photovoltaikleistung im Netzverbund pro Einwohner. Der Vorsprung gegenüber Ländern wie Deutschland und Holland, die den Solarstrom stark fördern, wird ohne Gegensteuer bald verloren sein.
Christian Meier, Christian Holzner und Wilfried Blum
Statistique suisse de lénergie solaire PV 1999
    Des installations photovoltaïques d'une puissance totale supérieure à 10 Mwp ont injecté en1999 de l'électricité dans le réseau d'approvisionnement suisse. L'objectif certes ambitieux du programme fédéral Energie 2000 est toutefois encore loin d'être atteint; un nouveau record n'en a pas moins été enregistré pour la puissance supplémentaire installée. Quelque 120 nouvelles installations photovol-taïques d'une puissance nominale totale de 1,8 MWp ont été raccordées au réseau en 1999. Lévolution positive des dernières années s'est ainsi maintenue, et ce malgré le fait que la tendance à l'augmentation ait été nettement moins dynamique qu'en 1998. A la fin de 1999, quelque 1220 installations photovoltaïques dune puissance de pointe de 10,9 mégawatts étaient raccordées en Suisse au réseau.


1999 gingen in der Schweitz rund 120 neue PV-Anlagen ans Netz
(im Bild Anlage Migros Limmatplatz/Zürich; Photo energiebüro/Peter Eichenberger)

Über 10 MW installierte Leistung
    Erstmals lieferten im Jahr 1999 Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von gegen 11MWp Strom in Schweizer Netz (Tabelle I):

Tabelle I Der Beitrag der Photovoltaik zur Stromerzeugung in der Schweiz seit 1989. Im Jahr 1999 wurden rund 120 neue Anlagen mit einer Nennleistung von insgesamt 1.8 MWp in Betrieb genommen. Die installierte Gesamtleistung stieg auf 10.9 MWp. Der effektive mittlere Ertrag fiel 1999 wegen den ungünstigen Witterrungsbedingungen deutlich geringer aus als in den Vorjahren. Bei der Berechnung der Stromproduktion 1999 ist der reduzierte Beitrag der erst im Verlauf des Jahres erstellten Anlagen berücksichtigt.

Das ehrgeizige Ziel des Programms «Energie 2000» (50MWp installerte Leistung) bleibt zwar in unerreichter Ferne, dennoch kann in diesem Jahr ein bescheidener Rekord bei der zusätzlich installierten Leistung gemeldet werden. Insgesamt gingen 1999 in der Schweiz etwa 120 neue Anlagen mit einer Nennleistung von total 1,8 MWp ans Netz (Bild 1).
Damit setzte sich der positive Wachstumstrend der letzten Jahre fort, ohwohl die Zuwachssteigerung gegenüber 1998 deutlich zurückhaltender ausfiel. Ende 1999 waren in der Schweiz rund 1220 Photovoltaik-Netzverbundanlagen in Betrieb. Da diese Zahlen auf Befragungen basieren, sind sie mit einer gewissen Unsicherheit behaftet und könnten effektiv noch etwas höher liegen.
 

Bild 1 Jährlicher Zuwachs sowie kumulierte Leistung der PV-Anlagen im Netzverbund. Ende 1999 waren etwa 1200 Anlagen mit rund 10.9 MWp Gesamtleistung am Netz. Der positive Wachstrend der letzten drei Jahre stezte sich fort; der Zuwachs von 1998 wurde aber nur geringfügig übertroffen und das Ziel von «Energie 2000» (50 MWp installiert Leistung) bleibt in weiter Ferne Bild 2 Die spezifischen Erträge der Photovoltaikanlagen 1999 in kWh pro installiertes kWp, aufgeteilt in 50-kWh/kWp- Klassen. Der Mittelwert liegt bei etwa 770 kWh/kWp. Der Ertrag im 1999 war wegen ungünstiger Witterung deutlich geringer als in früheren Jahren. Zum Vergleich sind die Kurven der Vorjahre 1997 und 1998 dargestellt.
Bild 3 Mittelwerte der spezifischen Erträge. Bei Vernachlässigung der Anlagen mit geringer Produktion (überdurchschnittliche Beschattung, Fassadenanlage usw.) steigt der Mittelwert der spezifischen Erträge stark an. Auch bei sehr ungünstigen Witterungsbedingungen wie im 1999 liefern Solarstromanlagen ohne schwerwiegende Störfaktor über 800 kWh/kWp. Bild 4 Entwicklung der neu installierten Solarstrom-Leistung pro Einwohner in Holland, Deutschland und der Schweiz. War die Schweiz Anfang der Neunzigejahre noch absolute Weltspitze, so holen Holland und Deutschland schnell auf
Bild 5 Die Verfügbarkeit der Wechselrichter betrug dieses Jahr über 97%; dies entspricht dem Wert der Vojahre. Die Verf"gbarkeit der Wechselrichter scheint sich auf einem erfreulich hohen Niveau zu stabilisieren Bild 6 Verlauf der über die Schweiz gemittelten Einstrahlung der letzten 15 Jahre. Die Einstrahlung war 1999 deutlich tiefer als im Vorjahr und lag rund 5% unter dem langjährigen Mittel. Dabei bestehen grosse regionale Unterschiede, insbesondere die Alpengebiete 1999 nur gut 90% der normalen Einstrahlung

Ungünstige Witterungsverhältnisse
    Der mittlere Ertrag aller im 1999 erfassten Anlagen erreichte nur knapp 770kWh pro installiertes/kW Spitzenleistung gegenüher 860 kWh/kWp im Vorjahr (Bild 2). Die kummulierte Stromproduktion betrug etwa 8 Mio.kWh. Dieses im Vergleich zu den Vorjahren geringe Resultat ist im Bezug zu den aussergewöhnliehen Wetterverhältnissen im 1999 zu sehen. Die mittlere Sonneneinstrahlung lag 1999 rund 5% unterhalb des langjährigen Mittels (Bild 6). Dieses Einstrahlungsdefizit führte natürlich direkt zu Ertragsverlusten bei den Solaranlagen. Auch die Jahrhundertschneefälle im Februar 1999 scheinen ein wichtiger Faktor für die geringe Solarstromproduktion zu sein. Etwa 20% der Solaranlage-Betreiber meldeten Ertragsausfälle von telweise über einem Monat Dauer durch Schneebedeckung der Anlagen. Schliesslich hatte auch der schwere Orkan «Lothar» nach Weihnachten vereinzelte Produktions-unterbrüche zur Folge. Es wurden zwar keine direkten Orkanschäden an Photovoltaikanlagen gemeldet, aber die vom Unwetter verursachten Stromunterbrüche Verunmöglichten bei einigen Anlagen die Netzeinspeisung.
    Der tiefe Wert für den durchschnittlichen Ertrag aller erfassten Anlagen ist insofern nicht ganz repräsentativ, dass dabei auch nicht optimierte Anlagen (z. B. mit starker Beschattung oder Fassadenanlagen) berücksichtigt wurden. Dadurch wird der Durchschnitt deutlich nach unten verschoben. In Bild 3 sind die effektiven mittleren Erträge unter Vernachlässigung der Anlagen mit extrem niedriger Produktion dargestellt. Für eine hochwertige Anlage an einem guten Standort kann also auch unter sehr ungünstigen Wetterbedingungen mit einem jährlichen Ertrag von über 800 kWb/kWp gerechnet werden [1].

Internationale Entwicklung
    Im internationalen Vergleich stehen die Warnzeichen für die anwendungsorientierte Führungsrolle der Schweiz auf Rot: Anfang der neunziger Jahre führte die Schweiz sogar gemessen an der absolut installierten Solarstrom-Leistung unangefochten die Weltspitze an. Während der letzten Jahre konnte die Schweiz ihre Spitze immerhin bei der Pro-Kopf-installierten Solarstromleistung halten (Bild 4)Durch zukunftsweisende Förderprogramme wie in Deutschland - dort werden seit 1. April dieses Jahres 99 Pfennige pro kWh Vergütet - wird die Führungsrolle der Schweiz wie unlängst schon in anderen Technologien nunmehr eine Frage der Zeit sein [2 und 3].

Wechselrichter
    Entscheidend für den Ertrag von Solaranlagen ist in erster Linie der Wirkungsgrad der Module und ihre Orientierung (Ausrichtung. Beschattung, Anstellwinkel). Im täglichen Betrieb spielt aber auch die Verfügbarkeit des Wechselrichters eine Wichtige Rolle. Ein Ausfall des Wechselrichters stoppt die gesamte Stromproduktion. Deshalb isi es wichtig, solche Ausfälle schell zu erkennen und zu beheben.
    Die Wechselrichterverfügharkeit lag 1999 wieim Vorjahr bei über 97% (Bild 5). Von den 242 erfassten Anlagen wiesen 63 Anlagen Ausfälle auf, das entspricht 26%. Hochgerechnet hatte jede erfasste Anlage einen durchschnittlichen Wechselrichterausfall von knapp zehn Tagen. Betrachset man nur die von Ausfällen betroffenenAnlagen, dauerte ein Wechselrichterausfall im Durchschnitt 37 Tage. Der Anteil der von Ausfällen betroffenen Anlagen und die mittlere Ausfalldauer blieb in den letzten Jahren relativ konstant, und dies auf einem erfreulich tiefen Niveau. Daraus kann geschlossen werden, dass die heute eingesetzten Wechselrichter im Allgemeinen von guter Qualität sind und sehr verlässlich arbeiten. Da diese Werte aus Befragungen stammen und nicht auf Messungen beruhen, muss aber davon ausgegangen werden, dass gewisse Ausfälle nicht erfasst wurden.

Schlussbemerkung
    Auch in den nächsten Jahren soll die PV-Energiestatistik weitergeführt werden. Ziel ist es, die Photovoltaikentwicklung in der Schweiz genau zu verfolgen und auf internationaler Ebene zu vergielchen. Die energiepolitischen Abstimmungen im Herbst 2000 und ihr Einfluss auf die Anwendung der Photovoltaik in der Schweiz werden ein spannendes Thema der Statistiken der nächsten Jabre bilden.
    Dieser Beitrag ist durch die Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE) und des Verbandes Schweizerischer Elektnzitätsunternehrnen (VSE) für das Projekt «Energiestatistik und Qualitätssicherung von Photovoltaikanlagen» entstanden. Für die Schlussfolgerungen sind ausschliesslich die Autoren verantwortlich.

Referenzen
[1] Monatliches Strahlungsbulletin ESTRADA www.energieburo.ch/fr_produkte.htm
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[2] Persönliche Mitteilung T. Schoen, Ecofys, NL, Marz 2000
[3] Persönliche Mitteilung P. Sprau, WIP, D, April 2000.
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