Photovoltaik auf Ackerflächen: Solarparks zur Energiewende

Das deutsche Erneuerbare-Energien-Gesetz 2023 sieht vor, den Photovoltaikausbau so voranzutreiben, dass bis zum Jahr 2030 eine installierte Leistung von 215 Gigawatt (GW) erreicht wird, bis zum Jahr 2040 sollen es 400 Gigawatt sein. Um das zu erreichen, muss sich die Ausbaugeschwindigkeit verdreifachen.

Eine besondere Chance liegt in den "Integrierten PV-Anlagen". Dahinter verbirgt sich die Doppelnutzung von Flächen. Das heißt: Solarmodule auf landwirtschaftlich genutzten Flächen, schwimmende PV-Anlagen auf Gewässern oder eingebaute Solarzellen in der Hülle von Gebäuden und Fahrzeugen. Zudem bieten auch versiegelte Parkflächen Platz für kleine Sonnenkraftwerke.

Beispiel Agri-PV: Die kombinierte Nutzung von landwirtschaftlicher Produktion und Stromproduktion mittels einer Solaranlage gibt es bereits in einigen Regionen Deutschlands. Auf einer erhöhten Metallkonstruktion sind die Module angebracht, darunter kann Ackerbau und Obstanbau betrieben werden.

Gleichzeitig würden Synergien zwischen den Erneuerbaren Energien und der Landwirtschaft ermöglicht, erklärt Kerstin Andreae, Chefin des Bundesverbands Deutsche Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW). Zudem können die hoch aufgeständerten PV-Anlagen die Pflanzen vor vor Extremwetterereignissen wie Hagel schützen.

Ein weiterer Effekt: In den immer häufiger auftretenden Hitzeperioden schützt der Schattenwurf der Module vor Bodenwasserverdunstung. Noch aber sind die Investitionsbedingungen für die Landwirte nicht attraktiv genug. Und auch die Genehmigungsverfahren sind ein Bremsklotz.

Mit Floating-PV beschäftigen sich die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) seit ein paar Jahren. Als Flächen für schwimmende Photovoltaik eigenen sich zum einen die riesigen Braunkohle-Tagebauseen und zum anderen die mehr als 4.000 künstlichen Standgewässer (dazu zählen Baggerseen, Kiesseen und Speicherbecken).

"Wir schätzen das technische Potential für alle künstlichen Gewässer in Deutschland in einer Studie aus dem Jahr 2021 auf 44 Gigawatt Peak", sagt Konstantin Ilgen vom ISE. "Das ist also das, was technisch möglich wäre."

Diese Methode könne einen wichtigen Beitrag zum PV-Ausbau leisten. Doch aktuell gibt es noch Bedenken bezüglich der Auswirkungen von Floating-PV-Anlagen auf das Ökosystem der Gewässer. In den Niederlanden indes sind die Bedenken aus dem Weg geräumt. Denn dort erzeugt Europas größte schwimmende PV-Anlage seit Juli 2022 Strom für 7.200 Haushalte.

Auch die versiegelten Flächen in den Städten bieten sich an, um erneuerbare Energieerzeugung zu integrieren. PV-Anlagen an Lärmschutzwänden, auf Flachdächern oder Häuserfassaden erbringen hohe Stromerträge, so die Berechnungen des ISE.

Das größte Flächenpotential bieten aber die Parkplätze von Supermärkten und Fußballstadien. Als Dachkonstruktion konzipiert, spenden die Photovoltaik-Anlagen Schatten. Und in Verbindung mit Speichern kann das eingefangene Sonnenlicht auch die Beleuchtung von Parkplätzen oder Radwegen übernehmen.

Energie durch Synergie - das Potential ist groß. Um aber den notwendigen und zügigen PV-Ausbau voran zu treiben, sei eines dringend erforderlich: