Solar panels - is more always better? Assessing the carbon footprint of communities

Abstract

Are more solar panels always better in terms of carbon impact for a local energy community, and what is the influence of energy sufficiency? The answer is simple when the national electrical grid is taken as an infinite source of storage. However, this answer becomes uncertain if we consider that exporting power at the national scale is not a desired option. Although this is a conservative hypothesis, it is considered for technical and social reasons. In doing so, load profiles become a key to evaluating the carbon impact of hybrid systems with solar panels plus storage units. To summarize the impact of any load profiles on the optimal sizing of solar panels, we propose a novel index denoted 'natural self-sufficiency'. Our results show that not only reducing energy demand but also being more flexible significantly affects the carbon emissions related to solar panels.

Sind mehr Solarmodule immer besser, wenn es um die Kohlenstoffbelastung einer lokalen Energiegemeinschaft geht? Und welchen Einfluss hat die Energiesuffizienz? Die Antwort ist einfach, wenn ein lokales Stromnetz als unendlicher Speicher betrachtet wird. Die Antwort wird jedoch schwieriger, wenn man davon ausgeht, dass die Einspeisung von Strom in ein größeres Netz auf nationaler Ebene nicht die gewünschte Option ist. Obwohl dies eine konservative Hypothese ist, wird sie aus technischen und sozialen Gründen in Betracht gezogen. Unter dieser vorsichtigeren Annahme werden Belastungsprofile zu einem Schlüssel für die Bewertung der Kohlenstoffauswirkungen von Hybridsystemen mit Solarmodulen und Speichereinheiten. Um die Auswirkungen beliebiger Profile auf die optimale Dimensionierung von Solarmodulen zusammenzufassen, schlagen wir einen neuartigen Index vor, der als 'natürliche Autarkie' bezeichnet wird. Unsere Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Verringerung des Energiebedarfs, sondern auch eine größere Flexibilität die Kohlenstoffemissionen im Zusammenhang mit Solarmodulen erheblich beeinflusst.