Photovoltaische Leistungsreaktion auf die El Niño–Southern-Oszillation

Warum Sonnenschein nicht so beständig ist, wie er scheint

Solarzellen breiten sich weltweit mit atemberaubender Geschwindigkeit aus und versprechen saubereren Strom und niedrigere CO2-Emissionen. Doch Sonnenlicht ist nicht garantiert. Diese Studie untersucht, wie ein mächtiger natürlicher Klimazyklus im Pazifischen Ozean, bekannt als El Niño–Southern-Oszillation, die Himmelsbedingungen über wichtigen Solarregionen monate- bis jahrelang abdunkeln oder aufhellen kann. Da Gesellschaften zunehmend von Solarstrom abhängig werden, ist das Verständnis dieser Schwankungen im Sonnenschein entscheidend, um die Stromversorgung sicherzustellen und Emissionen zu senken.

Ein globaler Klimapuls, der unser Wetter formt

Alle paar Jahre wechselt der tropische Pazifik zwischen wärmeren und kühleren Phasen, die El Niño und La Niña genannt werden. Diese Verschiebungen verändern Winde, Wolken und Niederschlagsmuster weltweit und beeinflussen nicht nur Temperaturen und Stürme, sondern auch, wie viel Sonnenlicht den Boden erreicht. Die Autoren kombinierten mehr als vier Jahrzehnte detaillierter Atmosphären- und Ozeandaten, um zu verfolgen, wie diese Ereignisse Schlüsselfaktoren für Solarenergie verändern: eingehendes Sonnenlicht, Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit. Sie übersetzten diese Veränderungen anschließend in eine Messgröße dafür, wie stark typische Solarmodule in der realen Welt arbeiten könnten—eine Größe, die sie als photovoltaisches Potenzial bezeichnen.

Wo El Niño Sonnenlicht stiehlt und hinzufügt

Die Analyse zeigt deutliche globale Fingerabdrücke von El Niño und La Niña auf die Solarressourcen. Während El Niño stören wärmere Gewässer im zentralen und östlichen Pazifik die normale Luftzirkulation und erhöhen oft die Wolkenbedeckung über Regionen wie Kalifornien, der südlichen Atacamawüste und Mittelchile, dem Chaco-Becken in Südamerika, dem Nahen Osten und Ostchina. Mehr Wolken bedeuten weniger Oberflächensonneneinstrahlung, und die Studie stellt fest, dass das photovoltaische Potenzial in diesen Gebieten für eine ganze Saison oder sogar ein ganzes Jahr um mehrere Prozent sinken kann. Im Gegensatz dazu werden Regionen wie Teile des Amazonasbeckens, Südafrika, Ostaustralien und Südostasien während El Niño oft sonniger und gewinnen photovoltaisches Potenzial, obwohl dort gleichzeitig höhere Lufttemperaturen die Effizienz der Module leicht verringern.

Super-El-Niño-Ereignisse und Solar‑Energiemangel

Die intensivsten El-Niño-Episoden, bekannt als Super-El-Niños, sind selten, aber besonders störend. Seit Anfang der 1980er Jahre traten nur drei auf, doch hinterließen sie einen starken Abdruck in den Daten. Während dieser Ereignisse fand die Studie, dass das jährliche photovoltaische Potenzial in solarsensiblen Hotspots wie Ostchina und dem Chaco-Becken um bis zu etwa 10 % zurückging und in Kalifornien, Mittelchile und der südlichen Atacamawüste um mehrere Prozent sank. Die Autoren bezeichnen diese lang andauernden Reduktionen als „Solar‑Energiemissernten“: verlängerte Zeiträume, in denen das zur Stromerzeugung verfügbare Sonnenlicht deutlich unter dem für diese Jahreszeit typischen Niveau liegt. In vielen dieser Regionen sind Solarfarmen heute dicht angesiedelt und wachsen schnell, sodass derselbe Klimaeffekt in Zukunft viel größere Schwankungen bei der tatsächlichen Stromproduktion nach sich ziehen wird.

Vom fehlenden Sonnenlicht zu zusätzlichen CO2‑Emissionen

Um die realen Konsequenzen zu erfassen, betrachteten die Forscher eine Zukunft, in der Solarstrom deutlich weiter verbreitet ist und die Emissionen im Stromsektor niedriger sind. Mithilfe von Projektionen zur zu erwartenden Solarstromerzeugung in Regionen wie Ostchina, Kalifornien, Chile und Argentinien in den 2030er Jahren sowie erwarteter Rückgänge der CO2‑Intensität des Stromsektors schätzten sie, wie ein zukünftiger Super‑El‑Niño durch Energiesysteme wirken könnte. Ihre Simulationen deuten darauf hin, dass ein einzelnes solches Ereignis die Solarproduktion in diesen Schlüsselregionen über ein Jahr um mehrere Prozent reduzieren könnte. Da Ersatzstrom weiterhin teilweise aus fossilen Brennstoffen stammen wird, könnte der daraus resultierende Minderertrag an Solarstrom die globalen CO2‑Emissionen vorübergehend um mehrere zehn Millionen Tonnen erhöhen, wobei Ostchina den größten Beitrag leistet.

Planung für eine holprige Solarzukunft

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass natürliche Klimaschwankungen wie El Niño und La Niña zunehmend Zuverlässigkeit und Klimavorteile von solarlastigen Netzen bestimmen werden. Da erwartet wird, dass Super‑El‑Niños in diesem Jahrhundert häufiger auftreten, können Planer nicht davon ausgehen, dass der Sonnenschein von Jahr zu Jahr stabil bleibt. Stattdessen plädieren die Autoren dafür, Energiesysteme mit Blick auf diese langanhaltenden Schwankungen auszulegen—durch die räumliche Streuung von Solaranlagen, Investitionen in Energiespeicher, Diversifizierung emissionsarmer Ersatzquellen und die Nutzung von Klimavorhersagen, um vorauszusehen, wann „Solar‑Dürren“ wahrscheinlich sind. Für eine Welt, die sich immer stärker auf die Sonne stützt, ist die Botschaft klar: Der Aufbau einer resilienten, sauberen Energiezukunft bedeutet, mit den Rhythmen eines unruhigen Ozeans zu leben.

Zitation: Feron, S., Cordero, R.R., Damiani, A. et al. Photovoltaic power response to El Niño–Southern Oscillation. Commun Earth Environ 7, 325 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03343-z

Schlüsselwörter: Solarenergie, El Niño, Klima-Variabilität, Energiesicherheit, CO2-Emissionen