Warum die Stromerzeugung dezentraler Photovoltaikanlagen den Standard nicht erfüllt

Nach Angaben der Nationalen Energieverwaltung erreichte die kumulierte installierte Leistung von Windkraft und Photovoltaik im Land Ende März 2022 810 Millionen Kilowatt, wobei die kumulierte installierte Leistung der Photovoltaik 430 Millionen Kilowatt betrug. Damit übertraf sie die Wasserkraft und wurde zur zweitgrößten installierten Leistung im Land.

Bei relativ stabilen Preisen entlang der Wertschöpfungskette wird die installierte Photovoltaikleistung bis 2023 weiter steigen. Gemäß dem Plan zur Erreichung der Klimaziele wird die jährliche Neuinstallationsleistung von Wind- und Solarenergie im Zeitraum des 14. Fünfjahresplans weiterhin über 150 GW liegen. Dies bedeutet, dass die neu installierte Wind- und Solarenergieleistung im Land bis 2025 voraussichtlich 1.1 Milliarden Kilowatt übersteigen wird. Der große Bestand an Kraftwerken bietet viel Entwicklungspotenzial für den Betrieb und die Instandhaltung von Anlagen zur Erzeugung neuer Energien.

Unter ihnen ist die Leistung dezentraler Photovoltaikanlagen besonders beeindruckend. Sie hat zentralisierte Photovoltaik-Kraftwerke in Bezug auf neu installierte Leistung zwei Jahre in Folge übertroffen und ist zum Haupttreiber der installierten Kapazität geworden. Im Vergleich zu Freiflächenkraftwerken ist der Betrieb bestehender dezentraler Photovoltaikanlagen jedoch deutlich schwieriger. Merkmale wie geringe Leistung, weitläufige Anordnung, komplexe Installationsumgebung und die Pflege in Zusammenarbeit mit den Dachbesitzern stellen zusätzliche Herausforderungen für Betrieb und Wartung dar.

Laut den Statistiken eines unabhängigen Betriebs- und Wartungsunternehmens beträgt der Unterschied im Systemwirkungsgrad dezentraler Photovoltaikanlagen nach Bereinigung fehlerhafter Projektdaten bis zu 6 % und ist damit deutlich höher als bei Freiflächenanlagen. Der durch Verschattung bedingte Effizienzverlust liegt bei 4 %. Zu den Verschattungsfaktoren zählen Schlammablagerungen, Metallstaub, Vogelkot sowie die teilweise Verschattung durch Gebäude und andere Bauwerke.

Der obige Fall verdeutlicht die Herausforderungen im Betrieb und der Instandhaltung dezentraler Photovoltaikanlagen. Mit der rasanten Entwicklung des dezentralen Photovoltaiksektors drängen immer mehr Investoren und Unternehmen auf den Markt, wodurch auch das Volumen der zu betreibenden und zu wartenden Anlagen rapide ansteigt. Dies stellt nicht nur die Betriebs- und Instandhaltungsmechanismen auf die Probe, sondern auch die fachliche Kompetenz der Betreiberfirmen.

Tatsächlich konzentriert sich die neue Energiewirtschaft derzeit stärker auf die Entwicklung und den Bau von Kraftwerken, während der Markt für Betrieb und Instandhaltung nach der Inbetriebnahme noch nicht standardisiert und ausgereift ist. Investitionsgesellschaften schenken dem Betrieb und der Instandhaltung nicht genügend Aufmerksamkeit, obwohl diese Aspekte – betrachtet man den 25-jährigen Lebenszyklus von Kraftwerken für neue Energien – entscheidend für deren Rentabilität sind.

Der Betrieb und die Instandhaltung dezentraler Photovoltaikanlagen müssen die Rentabilität der Anlagen gewährleisten. Für Landwirte, Arbeitgeber und Partner sind die Kosten und der Amortisationszyklus solcher Anlagen von entscheidender Bedeutung. Im Hinblick auf die Armutsbekämpfung durch Photovoltaik und den Betrieb und die Instandhaltung von Hauskraftwerken wird eine gemeinsame Betriebsführung empfohlen. Diese umfasst die Weiterbildung von Elektrikern in den Landkreisen und Bezirken zu Mitarbeitern für die gemeinsame Betriebsführung, die Gewährleistung grundlegender Betriebs- und Wartungsdienstleistungen durch Online- und Offline-Auftragsabwicklung und Rechnungsstellung, jährliche Frühjahrsinspektionen sowie die Überwachung des Betriebszustands anhand von Kraftwerksdaten.

Neben der Stromerzeugung ist die Sicherheit von Anlagen und Personal der Kern des Betriebs und der Instandhaltung dezentraler Photovoltaikanlagen. In den letzten zwei Jahren kam es vermehrt zu Risiken im Zusammenhang mit dezentralen Photovoltaikanlagen, darunter Brände, Einstürze, durch starke Winde verursachte Bauteilabstürze und Personenschäden. Obwohl die Ursache dieser Probleme in der Konstruktion und Planung der Anlage liegen mag, ereignen sich diese Unfälle und Risiken alle während des Betriebszyklus der Photovoltaikanlage, was die Bedeutung von Betrieb und Instandhaltung unterstreicht.

Da die Anwendungsbereiche dezentraler Photovoltaikanlagen immer vielfältiger werden – beispielsweise in Kindergärten, Krankenhäusern, Regierungsgebäuden, Tankstellen sowie in verschiedenen Industriezweigen der Leicht- und Schwerindustrie –, führt ein Unfall in einer solchen Anlage nicht nur zu Sachschäden, sondern kann in schweren Fällen auch die Sicherheit von Personen gefährden. Daher müssen die Planung, die Geräteauswahl, der Bau sowie der Betrieb und die Wartung mit größter Sorgfalt durchgeführt werden, und kein Aspekt darf vernachlässigt werden.