Photovoltaik-Freiflächenanlage

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Eine Photovoltaik-Freiflächenanlage

Unter einer Photovoltaik-Freiflächenanlage versteht man eine Photovoltaikanlage, die nicht auf einem Gebäude oder an einer Fassade, sondern ebenerdig auf einer freien Fläche aufgestellt ist. Eine Freiflächenanlage ist ein fest montiertes System, bei dem mittels einer Unterkonstruktion die Photovoltaikmodule in einem bestimmten Winkel zur Sonne (Azimut) ausgerichtet werden.

Neben diesen fest montierten Freiflächenanlagen gibt es auch nachgeführte Anlagen, sogenannte Tracker-Systeme, die dem Stand der Sonne folgen. Ebenfalls existiert eine Reihe von Schwimmenden Photovoltaikanlagen, die sich bisher jedoch in einem frühen Stadium der Entwicklung und Markteinführung befinden.[1]

Situation in Deutschland[Bearbeiten]

Marktanteil[Bearbeiten]

Gemessen am Gesamtmarkt für Photovoltaikanlagen in Deutschland machen ebenerdig errichtete Anlagen einen vergleichsweise kleinen Teil aus: Gegen 2010 hieß es, ihr Anteil in Deutschland liege seit Jahren konstant zwischen 10–15 Prozent. 2008 wurden vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg 286 Freiflächenanlagen mit 486 Megawatt auf 1.800 ha Fläche gezählt. Später stieg der Anteil der Freiflächenanlagen, insbesondere in Monaten mit hohem Zubau kurz vor Absenkungen der Einspeisevergütungen. So entfiel in den Monaten Juni und September 2012 vermutlich die Mehrzahl der neu installierten PV-Leistung in Deutschland auf Freiflächenanlagen. Bundesweit wurden in diesen Monaten jeweils um die 330 MW neue PV-Anlagen mit über 10 MW Leistung gemeldet, kleinere Freiflächenanlagen kommen noch dazu.[2] Ende 2012 ging der Anteil der Freiflächenanlagen wieder deutlich zurück.

Vergütung[Bearbeiten]

Die Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2014 schreibt vor, dass die Förderung für Freiflächen-Photovoltaikanlagen nach Ausschreibungen vergeben werden soll, anstelle der bisherigen Einspeisevergütungen.[3] Ende Januar 2015 beschloss die Bundesregierung die Verordnung zur Einführung von Ausschreibungen für die finanzielle Förderung von Photovoltaik-Freiflächenanlagen. Die Ausschreibung startete im Februar 2015 und endete am 15. April 2015.[4] Es gingen insgesamt 170 Gebote ein, sodass das Ausschreibungsvolumen von 150 MW mehrfach überzeichnet ist.[5] Der Bundesverband Erneuerbare Energie befürchtet, dass Bürgergenossenschaften und -anlagen vom Markt verdrängt werden, da sie aufgrund geringerer Kapitalstärke weniger Vorleistungen auf sich nehmen und weniger Risiken tragen können.[6][7][8]

Ausschreibungen stehen in der Kritik, da internationale Erfahrungen und ökonomische Modelle nahelegen, dass die angestrebten Ziele Kosteneffizienz, Ausbauziele und Akteursvielfalt dadurch konterkariert werden. Das Ausschreibungsverfahren müsse daher besonders kleine und mittlere Marktakteure besonders berücksichtigen und die Wirkungen evaluiert werden, bevor es auf andere Erneuerbare Energien ausgeweitet wird, so die Empfehlung von Gutachtern.[9] Das Pilotmodell für PV-Freiflächenanlagen soll zur Erprobung der Praxiswirkung von Ausschreibungen dienen.

Zuvor wurde Strom von Freiflächenanlagen über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Die Vergütung fiel für diese Anlagenart geringer aus als bei Photovoltaikanlagen, die auf oder an Gebäuden montiert sind. 2009 betrug die Vergütung 31,94 Cent je eingespeister Kilowattstunde (kWh) Strom, 2010 ist sie für neue Anlagen auf 28,43 Cent gesunken.[10] Ab Januar 2013 betrug sie 11,78 Cent, fallend mit Abschlägen von 2,5 % monatlich. Eine Vergütungspflicht bestand nur unter besonderen Voraussetzungen.

Standorte[Bearbeiten]

In Freiflächen-Photovoltaikanlagen sind oft Sekundärnutzungen wie z.B. eine extensive Weidewirtschaft möglich, beispielsweise mit Schafen wie hier im Hintergrund zu sehen.

Das EEG in Deutschland sieht eine Anwendung der Vergütungssätze für versiegelte Flächen, Konversionsflächen aus wirtschaftlicher oder militärischer Nutzung vor.[11] Eine Versiegelung liegt bei einer Oberflächenabdichtung des Bodens vor. Daher wird auch Strom aus Anlagen an Straßen, Stellplätzen, Deponieflächen, Aufschüttungen, Lager- und Abstellplätzen und Ähnlichem vergütet. Zu Konversionsflächen können beispielsweise Abraumhalden, ehemalige Tagebaugebiete, Truppenübungsplätze und Munitionsdepots zählen. Die Errichtung von Freiflächenanlagen auf Grünflächen wurde zunächst auf solche begrenzt, die in den drei vorangegangenen Jahren als Ackerland genutzt wurden, um die Beeinträchtigung von Natur und Landschaft möglichst gering zu halten. Die Unterkonstruktion von Solarkraftwerken versiegelt meist nur einen Bruchteil der Naturfläche, oft bei weniger als 0,05 % der eigentlichen Ackerfläche. Zu einer Aufwertung der ökologischen Qualität trägt dann u. a. der Platz zwischen den einzelnen Reihen bei, der benötigt wird, um einer Abschattung einzelner Modulreihen bei niedrigem Sonnenstand entgegenzuwirken. Gegen 2011 wurde dann die Vergütung bei Nicht-Konversions-Grünflächen auf Flächen beschränkt, die im Abstand bis zu 110 Metern längs von Autobahnen oder Schienenwegen liegen.

Vor Baubeginn durchlaufen Freiflächenanlagen meist einen Genehmigungsprozess in der Gemeinde. Um eine Fläche nutzen zu können, muss diese im Flächennutzungsplan in ein „Sondergebiet Solar“ geändert werden. Notwendig ist außerdem ein Bebauungsplan, der auf der entsprechenden Fläche Baurecht schafft.[12] Die Bauleitplanung obliegt der Gemeinde. Sie prüft Raumbedeutsamkeit und Umweltverträglichkeit des Vorhabens und soll dabei alle Bürger und Träger öffentlicher Belange (TÖB) einbeziehen. Wichtige Entscheidungsgrundlage ist neben Anlagengröße, Flächenverbrauch und Technik der Grünordnungsplan des Bauherrn. Er beschreibt, wie die geplante Freiflächenanlage in die Landschaft integriert und diese dabei ökologisch aufgewertet werden soll. Nach Anhörung aller beteiligten Parteien verabschiedet die Gemeinde den Bebauungsplan. Anschließend erfolgt die Baugenehmigung[13].

Freiflächen und Umweltschutz[Bearbeiten]

Gemeinsam mit der Naturschutzorganisation NABU hat die Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft (UVS) 2005 einen Kriterienkatalog für die naturverträgliche Errichtung von Freiflächenanlagen veröffentlicht. Demnach sollen Flächen mit Vorbelastung und geringer ökologischer Bedeutung bevorzugt und exponierte Standorte auf gut sichtbaren Anhöhen gemieden werden. Die Aufständerung soll so gestaltet werden, dass eine extensive Nutzung und Pflege des Bewuchses, z. B. durch Schafbeweidung, weiterhin möglich bleibt. Auf den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und Gülle soll verzichtet werden. Naturschutzverbände sollen frühzeitig in Planungen einbezogen werden; ggf. ist – z. B. in IBAs – eine Verträglichkeitsprüfung vorzunehmen. Ein Monitoring dokumentiert die Entwicklung des Naturhaushaltes in jährlichen Begehungen nach der Errichtung. Die hier formulierten ökologischen Kriterien gehen über das gesetzlich geforderte Mindestmaß hinaus. Diese Selbstverpflichtung soll von Projektierern und Betreibern bei der Standortwahl und dem Betrieb von ebenerdig errichteten solaren Großanlagen berücksichtigt werden[14].

Öffentliche Debatte um Freiflächenanlagen[Bearbeiten]

Im Gegensatz zu Atom- und Kohlekraftwerken stehen Freiflächenanlagen seltener in der Diskussion. Dennoch bemängeln Kritiker unter anderem den unnötigen Verlust von Flächen, die anderweitig genutzt werden könnten, und führen ästhetische Aspekte an. Befürworter argumentieren hingegen mit dem im Vergleich zur landwirtschaftlich genutzten Gesamtfläche verschwindend geringen Anteil der Anlagen und der Schaffung von Naturlebensraum und Erhaltung der Biodiversität. Ferner führen Befürworter an, dass Freiflächenanlagen im Vergleich zu Aufdachanlagen besonders günstigen Solarstrom produzieren und damit den Verbraucher entlasten[15].

Agrophotovoltaik, Agrovoltaik[Bearbeiten]

Die Vorteile, Freiflächenanlagen mit landwirtschaftlichen Produktion zu kombinieren, stehen neuerdings auch im Mittelpunkt der Forschung. In Italien wird dies als „Agrovoltaico“ und „Food and Energy“ bereits praktiziert, in Deutschland gibt es in Bodenseenähe ab 2015 einen Versuchsbetrieb bei der Hofgemeinschaft Heggelbach. Die Photovoltaikpanels, mindestens 5 m hoch über dem Boden montiert, erlauben mit dem Einsatz von üblichen landwirtschaftlichen Maschinen die Bodenbearbeitung und Ernte. [16]

Zahlreiche Pflanzen wie Kartoffeln, Hopfen oder Salat gedeihen unter der Photovoltaik sogar besser als an der prallen Sonnen, andere lassen sich von der mäßigen Beschattung kaum beeinflussen, wie etwa Gerste, Raps oder Kohl.

Die größten Solaranlagen[Bearbeiten]

Inbetriebnahme Leistung Standort
1988 0,34 MWp Photovoltaikanlage Kobern-Gondorf
1991 0,36 MWp Solaranlage Neurather See
2002 0,5 kWp Solaranlage der Energielandschaft Morbach
8. Sept. 2004 5,0 MWp Solarkraftwerk Espenhain Zur Inbetriebnahme eine der größten Anlagen Europas
2005 6,3 MWp Solarpark Bavaria Zur Inbetriebnahme größter Solarpark der Welt
2005 5,0 MWp Photovoltaikanlage Bürstadt Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größte Photovoltaik-Dachflächenanlage der Welt
2006 11,4 MWp Solarfeld Erlasee Bis 2008 größter Solarpark der Welt
Ende 2008 15 MWp Flugplatz Köthen
August 2009 52 MWp Photovoltaikkraftwerk „Waldpolenz Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größte deutsche Photovoltaik-Anlage und die zweitgrößte Anlage weltweit
2009 53 MWp Solarpark Lieberose Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme eine der größten Anlagen in Deutschland
Dezember 2009 54 MWp Freiflächenanlage in Straßkirchen Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme eine der größten Anlagen in Deutschland
2011 80,7 MWp Solarpark Finsterwalde Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größter Photovoltaikpark Deutschlands.
Ende 2011 84,5 MWp Militärflugplatz Eberswalde/Finow Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größte Freiflächenanlage Europas[17]
24. Sept. 2011 166 MWp Solarkomplex Senftenberg Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größter zusammenhängende Solarkomplex der Welt
1. Dez. 2011 91 MWp Solarpark Brandenburg-Briest
30. Sept. 2012 128 MWp Solarpark Templin-Groß Dölln
März 2013 145 MWp Flugplatz Neuhardenberg Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme größte Photovoltaikpark Deutschlands

Internationale Projekte[Bearbeiten]

Solarparks werden weltweit in einer Reihe von Staaten realisiert. Der derzeit leistungsfähigste Solarpark ist die Topaz Solar Farm in Kalifornien, die im November 2014 fertiggestellt wurde. Dieses Solarkraftwerk verfügt über eine Nennleistung von 550 MW.[18] In der Planung waren außerdem Projekte mit 663 MWp (Calico Solar Project I), 1200 MWp (Needle Mountain Solar Park) und 2.700 MWp (Westlands Solar Park)[19].

Gegenwärtig ist das weltweit größte Projekt der Solarkraftwerk Agua Caliente in Yuma County (Arizona), der im August 2012 mit 247 MWp fertiggestellt wurde und bis auf 397 MWp ausgebaut werden soll. In Indien entsteht die voraussichtlich größte Freiflächenanlage im Bundesstaat Gujarat: Auf einer Fläche von 20 km² wurden bis April 2012 insgesamt 214 MWp installiert, der Ausbau soll bis auf 500 MWp erfolgen.

Ebenfalls in Indien ist bei Rewa ein Solarpark mit einer Leistung von 750 MW geplant, der im August 2016 in Betrieb genommen werden soll. Bei Investitionskosten von umgerechnet 566 Mio. Euro soll das Projekt Stromgestehungskosten von ca. 7,1 ct/kWh haben.[20]

In Dubai wurde mit dem Bau des Raschid Al Maktum-Solarparks begonnen, der in mehreren Schritten bis 2030 auf 1.000 MW ausgebaut werden soll. Der Bau der ersten Ausbaustufe mit 13 MW wurde im Herbst 2013 aufgenommen.[21] Eine weitere Ausbaustufe mit 200 MW soll im Frühjahr 2015 begonnen werden. Diese Teilfläche, die im Frühjahr 2017 in Betrieb genommen werden soll, gilt als der Solarpark mit den weltweit niedrigsten Stromgestehungskosten (Stand Januar 2015). Betreiber Acwa Power wird eine feste Einspeisevergütung in Höhe von 5,84 US-Cent (5,33 Euro-Cent) pro kWh über eine Laufzeit von 25 Jahren erhalten.[22]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Kim Trapani, Miguel Redón Santafé, A review of floating photovoltaic installations: 2007–2013. In: Progress in Photovoltaics 23, (2015), 524–532, doi:10.1002/pip.2466.
  2. Monatliche Veröffentlichung der PV-Meldezahlen durch die Bundesnetzagentur: http://www.bundesnetzagentur.de/cln_1421/DE/Sachgebiete/ElektrizitaetundGas/Unternehmen_Institutionen/ErneuerbareEnergien/Photovoltaik/DatenMeldgn_EEG-VergSaetze/DatenMeldgn_EEG_VergSaetze.html?nn=414658#doc405794bodyText1
  3. BMWi: Erneuerbare Energien: Ausschreibungen
  4. BMWi: Gabriel: Erste Ausschreibungsrunde Photovoltaik-Freiflächenanlagen kann im Februar 2015 starten Pressemitteilung vom 28. Januar 2015
  5. BMWi: Erste Ausschreibungsrunde für PV-Freiflächenanlagen erfolgreich durchgeführt. Pressemitteilung vom 21. April 2015
  6. BEE: "Ergebnisse der ersten Ausschreibungsrunde für PV-Freiflächenanlagen beantworten nicht die drängenden Fragen". Pressemitteilung vom 21. April 2015
  7. Deutschlandfunk: Kaum Chancen für Energiegenossenschaften. Reportage, 14. April 2015
  8. BEE: Regierungspläne für Solarausbau bremsen die Energiewende vom 21. Januar 2015
  9. IZES: Bewertung von Ausschreibungsverfahren als Finanzierungsmodell für Anlagen erneuerbarer Energienutzung
  10. Solar is future: http://www.solar-is-future.de/solarstrom-fuer-ihr-unternehmen/planung-ihrer-anlage/einspeiseverguetung-mit-dem-eeg/
  11. EEG-Gesetzestext (BGBl. 2008 I S. 2074)
  12. Begründung zu dem Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien
  13. Joule 02/2009 Printausgabe
  14. Umweltkriterien NABU: http://www.nabu.de/themen/energie/erneuerbareenergien/solarenergie/04300.html
  15. Solarserver: Bayerns Umweltminister Söder besucht Photovoltaik-Zentrum: "Die Sonne ist das Öl des 21. Jahrhunderts!"
  16. Pilotprojekt am Bodensee Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE: Agrophotovoltaik – nachhaltige Landnutzung für Energie und Nahrung, 25. März 2015
  17. 84,5 MW Solarpark in Brandenburg: 84,5 MW Solarpark in Brandenburg: solarhybrid arbeitet am größten Photovoltaik-Kraftwerk Europas; Freiflächenanlage FinowTower wird auf 84,5 MW erweitert
  18. Größte Solaranlage der Welt fertiggestellt. In: Klimaretter.info, 26. November 2014. Abgerufen am 26. November 2014.
  19. Liste US-Projekte: Major Solar Projects List (SEIA)
  20. Indien plant riesiges Photovoltaik Kraftwerk. In: IWR, 17. Februar 2015. Abgerufen am 17. Februar 2015.
  21. http://www.khaleejtimes.com/biz/inside.asp?xfile=/data/uaebusiness/2013/September/uaebusiness_September108.xml&section=uaebusiness
  22. Planned Dubai solar power park to double output to 200 megawatts. In: The National, 15. Januar 2015. Abgerufen am 24. Februar 2015.