Wie gut ist das neue PVGIS-4 im Vergleich zur alten Version?

Die zweite Änderung sticht einem auch gleich ins Auge, aber erst wenn man seine Adresse eingegeben hat: Es werden zwei Einstrahlungs­datenbanken zur Auswahl angeboten: Classic PVGIS und Climate-SAF PVGIS. Bei der ersten Datenbank handelt es sich um die altbekannte Strahlungsdatenbank. Aber was hat es mit der neuen Datenbank auf sich?

Die dritte Änderung ist sehr unscheinbar und sie fällt kaum auf. Auch wird das neue Feature nur sehr kurz und meiner Meinung nach unvollständig beschrieben. Es handelt sich um die Möglichkeit, ein eigen erstelltes Horizon-File (dt. = Horizontdatei) hochzuladen. Lesen Sie mehr zu den Möglichkeiten, die dieses Eingabefeld bietet im extra Beitrag zur Verschattungsberechnung mit der Horizontdatei.

Die Einstrahlungsdatenbank Climate-SAF für PVGIS (CMSAF) im Vergleich zur Classic-PVGIS Datenbank

Die Daten der Classic-Datenbank beruhen auf Bodenmessungen aus den Jahren 1981 bis 1990. Hier wurden meist mit Pyranometern die Strahlung, die von der Sonne durch den Himmel und die Wolken zum Boden kommt ermittelt. Schmutz, Frost oder Schnee auf dem Sensor können Meßungenauigkeiten zur Folge haben, außerdem kann es mit der Zeit zu Schattenbildung durch Bäume oder Gebäude in der Umgebung gekommen sein. Dadurch können die Meßwerte zu niedrig sein. Diese Beobachtung hat ja jeder machen können, der PVGIS benutzt hat. Die Ergebnisse waren immer sehr konservativ, sprich im Mittel zu niedrig. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Abstand der einzelnen Meßstellen zueinander. Für Orte, die zwischen den Meßstellen liegen, können die Werte nur interpoliert werden.

Die Daten der Einstrahlungsdatenbank CM-SAF beruhen auf Satellitenmessungen aus den Jahren 1998 bis Mai 2010 (mit einer kurzen Unterbrechung). Hier wird das von der Erde oder den Wolken reflektierte Licht gemessen und so umgerechnet, dass es verwertbare Daten für die Erdoberfläche ergibt. Die geostationären Satelliten nehmen alle 15 bis 30 Minuten Bilder von der Erde auf. Jedes Pixel repräsentiert ein paar Kilometer auf jeder Seite des Rechtecks und die Auflösung ist somit sehr genau. Probleme können Satellitenmessungen beispielsweise mit Schnee bekommen, da dieser aussieht wie Wolken.

Vergleich der Einstrahlungsergebnisse

Wenn man die Ergebnisse der beiden Datenbanken an bestimmten Orten vergleicht, ergeben sich mit wenigen Ausnahmen wie am Alpenrand mit der neuen Version höhere Werte. Vor allem ist ein starkes Nord-Süd-Gefälle erkennbar. Die höheren Werte ergeben sich aus zwei Gründen:

• Zu niedrige Messwerte der alten Version durch Fehler in den Messungen wie bereits oben beschrieben (Schmutz, Schnee auf den Sensoren, Schattenbildung, Interpolation der Meßwerte)
 
• Die Einstrahlung ist in letzter Zeit höher als in der Vergangenheit, die neueren Meßwerte führen daher zu höheren Ergebnissen

Die Macher von PVGIS-4 sind der Meinung, dass beide Ursachen zum höheren Ergebnis beitragen.

Aus der Praxis: Abgleich von PVGIS-4 mit meiner Photovoltaik-Anlage "High-Light"

Ein erster, eigener Test der neuen Datenbank verlief folgendermaßen:
Eingabe meines Standortes in Meßstetten: Das Ergebnis war um 30 kWh/kWp höher. Das ist in der Tendenz richtig, eher noch zu gering.
Eingabe eines Standortes im hohen Norden, nämlich die Stadt Norden. Das Ergebnis war verblüffend: 100 kWh/kWp mehr. Da war meine Meinung schnell gebildet: Viel zu viel! Sehr enttäuschend, das kann nichts sein!
Bevor man aber vorschnell ein Urteil fällt, sollte man doch etwas wissenschaftlicher vorgehen. Also habe ich mir die Mühe gemacht und die Einstrahlungsdaten der neuen und alten Version mit den Datenbeständen von sonnenertrag.eu und PV-Erträge verglichen:

• PVGIS alt: Ergebnisse ermittelt mit der Classic PVGIS Datenbank
• PVGIS neu: Ergebnisse ermittelt mit der neuen Climate-SAF PVGIS Datenbank
• Ø Anlagen: Ermittelter Durchschnitt der Anlagen aus sonnnertrag.eu und PV-Erträge
• Diff. alt: Differenz des ermittelten Durchschnitts zur alten Datenbank
• Diff. neu: Differenz des ermittelten Durchschnitts zur neuen Datenbank
• Gewinner: Welche Datenbank, die alte oder die neue liegt mit dem Ergebnis näher am ermittelten Durchschnitt?

(Jahressummen pro Standort und pro 1 kWp, alle Werte in kWh/kWp)

Anmerkungen zu den ermittelten Werten

In PVGIS habe ich einen Standort möglichst ohne Verschattung durch das umgebende Gelände, also eine Ebene herausgesucht. Weiterhin habe ich eine genaue Südausrichtung sowie eine Dachneigung von 35 Grad vorgegeben. Für die Daten aus sonnenertrag.eu sowie PV-Erträge musste ich, um genügend Anlagen zum Vergleich zu bekommen den Filter etwas erweitern. Hier sind Anlagen mit einer Abweichung von bis zu 30 Grad nach West oder Ost, sowie mit einer Dachneigung von 20 bis 40 Grad in die Auswertung mit eingeflossen. Das hat zur Folge, dass die Werte etwas niedriger sein sollten, aber nicht mehr als 4%, also in einem vertretbarem Rahmen. Datenbasis war das Jahr 2009.

Fazit

Die Ergebnisse der neuen Version liegen in 13 von 16 Fällen näher an den in die Online-Ertragsdatenbanken eingegeben Werte. Insgesamt liegen sie jetzt im Schnitt etwas zu hoch. Es gibt Standorte mit extremen Unterschieden, bei allen diesen Standorten haben die Anlagen weniger Ertrag erwirtschaftet als die neue PVGIS-Datenbank ausrechnet.

Das ist dann auch der Knackpunkt: Während man bei der alten Version (fast) immer auf der sicheren Seite war, so kann man den Ergebnissen der neuen Climate-SAF PVGIS Datenbank nicht unbedingt volles Vertrauen entgegenbringen. Nimmt man die errechneten Werte als Ausgangsbasis für eine Finanzierung, kann das unter Umständen ins Auge gehen. Zudem können Installationsfirmen mit höheren Erträgen kalkulieren und somit das Ergebnis schönrechnen, PVGIS liefert den Beweis, dass das in Ordnung ist.

Bisher gab es Kritik, dass PVGIS zu geringe Ergebnisse liefert, in Zukunft wird das Gegenteil der Fall sein, zumindest für Standorte in der Mitte und Teile des Nordens der Republik. Letztendlich muss jeder zukünftige Anlagenbetreiber selber die Entscheidung treffen: Lieber konservativ mit der alten Version rechnen und sich über Mehreinnahmen freuen, oder etwas Risiko eingehen und die neue Version nehmen.