Wie plane und baue ich einen Solarpark?

Solarenergie gehört mittlerweile zu den wichtigsten nachhaltigsten Energiequellen. Kein Wunder, dass immer mehr Solarparks entstehen. Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie Sie einen Solarpark planen, die Umsetzung verwirklichen und den besten Ertrag daraus erzielen können. Doch lassen Sie uns kurz zeigen, wie alles begann.

Von den ersten Solarmodulen zum ersten Solarpark


Es scheint fast nicht glaubhaft, aber tatsächlich wurde der sogenannte photovoltaische Effekt, den sich Solaranlagen heute zunutze machen, schon 1839 vom französischen Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckt. Damals konnte man sich jedoch noch nicht erklären, weshalb es zu einer Zunahme der elektrischen Spannung bei Bestrahlung mit Licht kam. Der englische Elektroingenieur Willoughby Smith wies schließlich 1877 den photovoltaischen Effekt am Halbleiter Selen nach und veröffentlichte seine Forschungsergebnisse. 1883 wurde dann das erste Solarmodul von Charles Fritts, einem US-Amerikaner, gebaut. Auch er verwendete dafür Selen-Solarzellen. Allerdings lag der Wirkungsgrad nur bei 1%. Es dauerte noch mehr als 20 Jahre, bis Albert Einstein, der bekannte Nobelpreisträger, 1905 den photovoltaischen Effekt mit der Quantentheorie des Lichts nicht nur erklären, sondern auch beweisen konnte. Es dauerte weitere 40 Jahre bis zur Aufdeckung des p/n-Übergangs bei Transistoren und Dioden, so dass die Solarzellenentwicklung auf Basis von Halbleitern weiter erforscht werden konnte. 1954, 115 Jahre nach Becquerels Entdeckung, wurde endlich die heute übliche Silizium-Solarzelle erfunden. Damals verwendete man etwa 2 cm² große Silizium-Solarzellen, die kristallin waren und einen noch sehr geringen Wirkungsgrad von nur 6% hatten. Dennoch wurden damit die wichtigsten Voraussetzungen geschaffen, die industrielle Solarzellen-Produktion zu ermöglichen. Seit 1958 wird die Photovoltaik – Energie bereits zur Versorgung zahlreicher Raumflugkörper genutzt. Der erste Satellit, der mit 108 Silizium-Solarzellen ausgestattet war, also ein ganzes Solarpaneel hatte, war Vanguard I (USA). Der Wirkungsgrad lag bereits bei 10%. Da zum damaligen Zeitpunkt die Kosten aber in keinem Verhältnis zum Nutzen standen, wurde die Photovoltaik – Energie auf unserer Erde noch nicht genutzt. Dies geschah erst nach der Ölkrise von 1973, die zahlreiche Forschungseinrichtungen hervorbrachte. Reihenweise Staaten finanzierten den Auftrag, bessere und vor allem kostengünstigere Solarzellen zu entwickeln. Ab etwa 1975 wurden dann mehr Solarzellen für den Erdeinsatz als für die Raumfahrt produziert. Noch wichtiger wurde die Solarenergie, als 1979 im Atomkraftwerk Harrisburg in den USA ein Störfall auftrat und zeitgleich die nächste Ölkrise stattfand. Nun können seit etwa 1985 Hausbesitzer netzgekoppelte Photovoltaikanlagen auf dem Dach installieren und es entstehen immer mehr Solarparks, die mit Strom versorgen und ihren Besitzern eine beträchtliche Rendite einfahren. Mittlerweile wurden weltweit etwa 227 Gigawatt PV-Leistung installiert (Stand: 2015).

Der größte Solarpark der Erde steht in China


In der ostchinesischen Provinz Qinghai auf dem tibetischen Hochplateau steht der Longyangxia-Solarpark. Mit einer Größe von 27 Quadratkilometern ist er sogar aus dem Weltall zu sehen. Ganze vier Millionen Solarmodule bringen eine unglaublich große Leistung von 850 Megawatt. Damit ist der Longyangxia-Solarpark aktuell der größte Solarpark weltweit. Gebaut wurde er im Jahr 2013. Allerdings soll er nicht mehr lange der größte Solarpark der Erde sein, denn in der chinesischen Region Ningxia entsteht bereits der nächste Solarpark, der eine Leistung von sogar zwei Gigawatt haben soll. China hat die Zeichen der Zeit erkannt und schon jetzt mehr als 100 Milliarden Euro in Solarenergie investiert.


Warum lohnt sich ein Solarpark oder eine Solar-Dachanlage für Sie?

 

Der immer spürbarere Klimawandel sorgt derzeit weltweit für Besorgnis. Wissenschaftler forschen auf Hochtouren, um den Klimawandel, wenn schon nicht zu stoppen, dann doch wenigstens zu verlangsamen. Ein Umschwenken von Kernkraft und fossilen Energien auf umweltfreundliche und nachhaltige Quellen wie Wind-, Wasser oder eben Sonnenenergie ist dringend nötig. Die Solarenergie hat den Vorteil, dass die Sonne in jedem Fall täglich zur Verfügung steht. Aufgrund des Klimawandels bekommen wir in vielen Teilen der Welt sogar ein Plus an Sonnenenergie ab. Solaranlagen und ganze Solarparks lohnen sich also zunehmend.

Wer einen Solarpark baut, tut damit nicht nur etwas Gutes für die Umwelt und verbessert seinen ökologischen Fußabdruck deutlich, man verschafft sich damit auch eine recht hohe Rendite. Erneuerbare Energien spielen eine immer größere Rolle. Und das weltweit. Die Flächen, die für Solarparks benötigt werden, sind jedoch nicht beliebig groß. Je eher Sie also in einen Solarpark investieren, desto höher Ihre Chancen, noch geeignete Flächen, die vielleicht sogar EEG-Förderfähig sind, zu bekommen. Da auch in Jahrzehnten noch Solarenergie benötigt werden wird, ist das eine äußerst sichere Investition, die sich lohnt. Falls Sie eine Fläche, die einen Solarpark aufnehmen kann, zur Verfügung haben oder eine solche erwerben wollen, um einen Solarpark zu bauen, sollten Sie diesen Artikel vollständig lesen. Er zeigt Ihnen von der Planung über den Bau bis hin zur endgültigen Nutzung alles Wichtige, das Sie wissen müssen.

Die Entscheidung für einen Solarpark klug treffen


Natürlich ist die Entscheidung, einen Solarpark zu bauen, nicht mal eben nebenher getroffen. Hier müssen sehr viele Faktoren bedacht und geprüft werden. Neben finanziellen Aspekten spielen auch die vorhandenen Flächen und deren Eignung eine große Rolle. Und nicht zuletzt steht die Frage im Raum, ob Ihr geplanter Solarpark vom Gesetz zur Förderung der erneuerbaren Energien (EEG) umfasst wäre. Bei allen Vorab – Überlegungen, der konkreten Planung und der Umsetzung stehen wir Ihnen gern mit unserem kompetenten Netzwerk zur Seite. Doch zunächst möchten wir Ihnen gerne noch weitere notwendige Informationen geben, die Ihnen die Entscheidung für einen Solarpark erleichtern sollen.

Ist ein Solarpark förderungsfähig?

 

Ein Solarpark zählt zu den sogenannten Photovoltaik – Freiflächenanlagen. Hierbei handelt es sich um sehr leistungsstarke mittelgroße bis sehr große Photovoltaikanlagen. Natürlich sind solche Freiflächenanlagen auch in kleiner Form auf privaten Grundstücken möglich, doch hier wollen wir uns eher mit Solarparks, also großen Anlagen, beschäftigen.

Grundsätzlich ist es möglich, Ihren Solarpark nach dem EEG fördern zu lassen. Allerdings sind hier einige Voraussetzungen zu erfüllen, die wir uns nun einmal genauer anschauen wollen. Es gibt drei Arten von Flächen, bei denen eine EEG – Förderung in Frage kommt. Das sind:

Konversionsflächen
bereits versiegelte Flächen
landwirtschaftliche Flächen

Konversionsflächen sind dabei solche Flächen, die zuvor wirtschaftlich oder militärisch genutzt wurden. Meist finden sich hier Schadstoffe, Kampfmittel oder andere Probleme, die aus den Flächen nicht nutzbare Flächen machen. Versiegelte Flächen sind jene, die durch Bebauung durch den Menschen so stark versiegelt sind, dass sie nicht einmal mehr Regenwasser in den Boden dringen lassen. Dadurch finden keine natürlichen Vorgänge mehr statt und die Fläche ist für andere Nutzungsarten verdorben. Sie sehen, es handelt sich bei den förderungsfähigen Flächen in der Regel um solche, die für eine andere sinnvolle Verwertung nutzlos sind. Eine Ausnahme bilden die landwirtschaftlichen Flächen, die ja in der Regel durchaus für den Anbau von Nahrungsmitteln oder für die Tierhaltung verwendet werden. Solarenergie gehört jedoch zu den dringend benötigten erneuerbaren Energien, so dass die meist großen Freiflächen in der Landwirtschaft – sofern sie nicht mehr benötigt werden – ebenfalls förderungsfähig sind. Dies gilt für Deutschland. Bitte informieren Sie sich in Ihrem Land, welche Fördermöglichkeiten es für Solar gibt.

Wie sollte die Fläche für Ihren Solarpark sonst noch beschaffen sein?


Zunächst einmal müssen Sie herausfinden, ob sich Ihre Fläche grundsätzlich für den Aufbau eines Solarparks eignet. In jedem Fall sollte die Fläche frei von Verschattungen und Hindernissen wie Gestrüpp, großen Steinen, Bäumen etc. sein. Befindet sich die Fläche in Hanglage, muss die Anlage in südliche Richtung ausgerichtet sein. Des Weiteren müssen Sie bedenken, dass Photovoltaik – Freiflächenanlagen genehmigungspflichtig sind. Sie stellen nämlich eine bauliche Maßnahme dar und unterliegen somit dem Bauplanungsrecht. Das Problem dabei ist, dass jede Kommune selbst entscheiden kann, ob eine Photovoltaik – Freiflächenanlage zugelassen wird. Sie haben also keinen Rechtsanspruch auf eine Änderung des Bebauungsplans. Stimmt die Kommune zu, kann sie Ihnen konkrete Auflagen vorschreiben. Davon kann zum Beispiel die Höhe der Gestelle betroffen sein, es kann aber auch passieren, dass Sie verpflichtet werden, eine Ausgleichsbegrünung vorzunehmen. Eine geeignete Fläche zu haben, bedeutet also nicht automatisch, dass Sie Ihren Solarpark auch tatsächlich bauen können.

Unser Tipp, falls Sie noch keine Fläche haben:


Klären Sie immer vor dem Kauf, ob Sie die Fläche auch als Solarpark nutzen dürfen und ob Sie alle notwendigen Baugenehmigungen erhalten.

Hier sind wir Ihnen bei Bedarf natürlich behilflich. Auf Wunsch untersuchen wir Ihre Flächen auf Eignung, klären die rechtlichen Fragen und erstellen anschließend gern mit Ihnen gemeinsam Ihren individuellen Plan für den Solarpark.

Die Entstehung eines Solarparks an einem Beispiel


Einen Solarpark zu planen, ist kein Kinderspiel. Zu viele Faktoren spielen hier eine Rolle. Zunächst einmal ist es von Bedeutung, wo Ihr Gelände genau liegt. Wie oft scheint dort im Durchschnitt die Sonne und mit welcher Kraft? Je nach örtlichen Gegebenheiten wird eine darauf abgestimmte Projektzeichnung erstellt. Zusätzlich müssen die elektrischen Daten der zukünftigen PV-Anlage ermittelt werden. Je nach Größe der Fläche können unterschiedlich viele PV-Module verbaut werden. Je mehr Module im Solarpark verbaut werden, desto höher ist die Gesamtleistung Ihrer PV-Anlage. Sind diese Arbeiten abgeschlossen, kann der fertige Solarpark hinein projiziert werden. Wenn alles passt, erfolgt die abschließende Ertragsberechnung, so dass Ihre Investition gesichert ist. Ganz gleich, wie groß der Solarpark werden soll, eine sorgfältige Planung ist immens wichtig. Die PV-Anlage muss sehr zuverlässig arbeiten und das über einen langen Zeitraum. Schließlich soll die Investition relativ zeitnah wieder in Ihre Tasche fließen.

Sobald die Baugenehmigung vorliegt und der Netzbetreiber die Netzverträglichkeit vor Ort überprüft hat, kann Ihr Solarpark gebaut werden. Hier wird zunächst die PV-Anlage erstellt. Die Photovoltaik – Module einer PV-Anlage werden dazu auf Metallgestellen aufgeständert. Dadurch gelingen Ausrichtung und Neigung der Solarmodule optimal. Die Gestelle sind in der Regel recht niedrig, aber es gibt auch Gestelle, die eine landwirtschaftliche Nutzung unterhalb der Anlage in Teilen ermöglichen. Der Abstand zwischen den Modulen beträgt mehrere Meter, damit die Module sich nicht gegenseitig verschatten. Der erzeugte Gleichstrom wird übrigens gleich vor Ort in den benötigten Wechselstrom umgewandelt und sofort ins Stromnetz eingespeist. Dafür müssen dem Netzbetreiber allerdings weitergehende Fernsteuerungsmöglichkeiten gegeben werden.

Für die PV – Anlage werden also zunächst die Stützen für das Tragegestell gerammt. Es ist von großer Wichtigkeit, auf eine lotrechte Anordnung und die Flucht zu achten. Immerhin sind je nach Größe des Solarparks mehrere Tausend Stützen nötig. Anschließend werden die Gräben für die Stromtrassen ausgehoben. Dies geschieht ganz normal mit einem Bagger. Außerdem werden die Kabel zu den Wechselrichterstationen verlegt. Nun kann mit der Montage der Tragschienen begonnen werden, die für die PV-Module unerlässlich sind. All das dauert bis zu diesem Zeitpunkt circa 3 Wochen. Ein guter Zeitpunkt für eine Zwischenabnahme. Hier wird die Neigung und Ausrichtung Ihrer Anlage überprüft. Ist das gesamte Traggestellt fertig, kann die Montage beginnen. Die PV-Module werden anschließend elektrisch miteinander verbunden.

Da die Wechselrichter Stationen benötigen, müssen diese im nun folgenden Schritt montiert werden. Darüber hinaus werden die Gleichstrom- und die Wechselstromseite angeschlossen. Selbstverständlich erfolgt diese Arbeit von Elektrofachkräften. Eine Station hat circa vier bis sechs Wechselrichter. Das hängt jedoch von der Verschaltung ab. Zum Beispiel kann eine PV-Anlage 13 Stationen mit 60 Wechselrichtern haben. Das ist dann eine dezentrale Wechselrichtertopologie. Nun ist Ihr Solarpark im Prinzip fertiggestellt. Es folgen noch genaue Überprüfungen der Anschlüsse, wobei spezielle Messgeräte zum Einsatz kommen. Die Protokollierung, die hier erfolgt, ist äußerst wichtig für Sie. Ist alles in Ordnung, können die Kabel der Wechselrichterstationen angeschlossen werden. Das funktioniert ganz einfach. Sie werden in der Niederspannungsverteilung einfach auf große Lasttrenner gelegt. Nun werden sie über ein sogenanntes Sammelschienensystem mit dem Transformator (Mittelspannung) verbunden. Etwa 20.000 Volt Spannung herrschen dort vor. Sobald dort Strom fließt, wird er bei voller Leistung etwa 1.600 Ampere betragen.

Nun ist die Solaranlage komplett fertig. Sie können mit der Inbetriebnahme beginnen. Dazu ist jedoch vorab eine genaue Prüfung des Außenbereichs nötig. Es kommt während der Montage nämlich gerade bei größeren Solarparks vor, dass in den langen Modulreihen Schäden entstanden sind. Dies kann durch die Baggerarbeiten, aber auch durch streunende Tiere passiert sein. Solche Schäden können zu Problemen führen, sobald die Anlage eingeschaltet wird. Aus diesem Grund wird ein Techniker den Außenbereich besonders gründlich inspizieren. Ein weiterer Techniker wird währenddessen die Anlage nach den Netzbetreiber – Vorgaben einstellen. Andernfalls ist die Stabilität des Netzes nicht gewährleistet. Sie müssen bedenken, dass nach der Inbetriebnahme in das öffentliche Stromnetz bis zu 1 Megawatt elektrische Leistung eingespeist werden. Liegt ein Fehler vor, kann das fatale Folgen haben. Die Anlage wird erst dann stufenweise in das öffentliche Stromnetz geschaltet, wenn alles komplett eingerichtet und gründlich geprüft und besichtigt wurde.

Die Inbetriebnahme ist längst erfolgt, da kommt die Endabnahme Ihrer Anlage. Hierfür wird die Leistung gemessen und unterschiedliche Sicherheitsaspekte überprüft. Mit der Leistungsmessung kann festgestellt werden, ob Ihr Solarpark die Ihnen zuvor ausgerechneten Erträge erbringen kann. Die Messungen erfolgen im sogenannten Volllastbetrieb. Sie werden mit Hilfe einer Wärmebildkamera und eines Kennlinienmessgeräts durchgeführt. Die so gelieferten Daten ermöglichen die genaue Erstellung eines Leistungsbilds. Zudem kann die Wärmebildkamera eventuelle Schäden an den PV – Modulen zeigen. Hin und wieder kann es durch Transport und Montage zu solchen Schäden kommen, die manchmal mit den Augen allein nicht erkennbar sind. Nachdem alle Daten ausgewertet sind, erhalten Sie einen Anlagenpass. Er ist die Basis für die regelmäßigen Instandhaltungen und die Wartung der Anlage.

Die wichtigsten Fragen zu Ihrem Solarpark

Was kostet ein Solarpark?

Ein Solarpark kostet pro kWp durchschnittlich 1.300 EUR. Für den Betrieb der Anlage fallen rund 1% der Investitionskosten jährlich an.

Welche Module eignen sich dafür am Besten?

Für großflächige Solarparks werden vor allem günstige Dünnschichtmodule genutzt.

Sind deutsche oder chinesische Module besser?

In der Regel sind die chinesischen Module qualitativ genauso gut wie die deutschen Module. Zudem absolvieren chinesische Hersteller zahlreiche Tests und lassen sich zertifizieren. Die chinesischen Module werden gern verwendet, weil sie bis zu 20% weniger kosten. Es gibt jedoch einen deutlichen Nachteil. So ist der beauftragte Photovoltaik- Installateur für die ersten zwei Jahre nach Installation seinen Kunden gegenüber zur Gewährleistung verpflichtet. Tritt ein Reklamationsfall ein und er hat keinen chinesischen Ansprechpartner, ist das nicht nur für den Installateur ein Problem. Rein qualitativ besteht aber kein großer Unterschied.

Welche Wechselrichter sind geeignet?

Je nach Leistung, Konfiguration und Anzahl der angeschlossenen Module muss der Wechselrichter ausgewählt werden. Wechselrichter gibt es bereits ab einer Leistung von 2 Kilowatt und endet erst im Megawattbereich. Wurden bislang vor allem sogenannte Zentralwechselrichter verbaut, sind nun auch die vorzugsweise in privaten Anlagen Strang-Wechselrichter für Großanlagen geeignet.

Welche Unterkonstruktion wird benötigt?

Die Unterkonstruktion ist für die Stabilität Ihrer Solaranlage ausschlaggebend. Die Solarmodule werden durch sie gestützt und sie gibt der ganzen Anlage den nötigen Halt. Die Module befinden sich an den Aufständerungen und lassen sich meist neigen, um das Sonnenlicht bestmöglich auszunutzen. Zusätzlich sollten spezielle Beschwerungsflächen Teil der Unterkonstruktion sein, damit auch starker Wind keine Probleme bereiten kann. Für einen Solarpark eignen sich darüber hinaus Unterkonstruktionen aus Stahl besonders gut.

Sollen Nachführsysteme verwendet werden?

Nachgeführte Solaranlagen folgen dem Sonnenstand. So kann mehr Ertrag erwirtschafte werden. Hier gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich die einachsige Nachführung und die zweiachsige Nachführung. Die einachsige Nachführung sorgt je nach Ausführung dafür, dass das Modulfeld der Sonne horizontal nach dem Sonnenanstellwinkel bzw. vertikal nach der Sonnenbahn. Zweiachsige Nachführungen bieten beide Optionen und bieten so den höchsten Ertrag. Sensorgesteuerte Nachführsysteme versprechen auch bei widrigen Wetterbedingungen optimale Ausbeute. Nachführsysteme sind also durchaus sinnvoll.

Welche Monitoring-Systeme gibt es?

Monitoring – Systeme informieren Sie über die Leistung Ihrer Anlage. Je nach System und Überwachungsmodus erhalten Sie unter anderem Daten zu den Erträgen, zur Höhe des Eigenverbrauchs und zur Höhe der Einspeisung. Außerdem können Sie mit Hilfe dieser Systeme erste Rückschlüsse auf die aktuelle Funktionsfähigkeit der Anlage ziehen. Weichen die Daten nämlich von der Norm ab, ist mit der Anlage etwas nicht in Ordnung.

Zu den Monitoring – Systemen gehören ganz normale Zähler, die Sie möglichst regelmäßig selbst ablesen, um die Daten sinnvoll erfassen zu können. Bequemer sind hier sogenannte Datenlogger, also elektronische Datenspeicher. Sie überwachen die Anlage ganz automatisch und erfassen rund um die Uhr Erträge und weitere Kennwerte über die Leistung der Anlage. Die notwendigen Daten erhält ein Datenlogger vom Wechselrichter.

Wie sähe die Wirtschaftlichkeit an einem Beispiel aus?

Ein jährlicher Stromertrag zwischen 400.000 und 500.000 KWh pro Hektar ist der Normalfall. Bis zu einer Leistung von 10 MW wird für Solaranlagen eine Einspeisevergütung nach dem EEG gewährt. Selbstverständlich muss die Anlage dafür auf einer förderfähigen Fläche stehen. Je nach Entwicklung beträgt die Einspeisevergütung rund 10 Cent. So ist die wirtschaftliche Nutzung eines Solarparks in jedem Fall gegeben. Hinzu kommt, dass die Preise für Module immer weiter sinken, die Strompreise dagegen kontinuierlich steigen. Aus diesem Grund lohnt sich eine Investition heute auch ohne staatliche Förderung sehr.

Gibt es einen Diebstahlschutz?

Es gibt Möglichkeiten, die eigene Solaranlage vor Diebstahl zu schützen. Dazu gehören spezielle Schrauben, die so bearbeitet wurden, dass eine Demontage nur noch durch Aufbohren gelingt. Zusätzlich werden die einzelnen Komponenten mit registrierten und personifizierten Sicherheitsetiketten ausgestattet und anschließend unter www.pv-diebstahl.de registrieren. So spüren Sie im Falle eines Diebstahls Ihr Eigentum schnell wieder auf. Letztendlich verlangen die meisten Versicherer bei Solarparks ohnehin eine sichere Umzäunung. Auch eine Kameraüberwachung und eine Alarmanlage sind Möglichkeiten, die Sinn machen.

Wie viel Zeit vergeht von der Planung bis zur Inbetriebnahme?

Je nach Flächengröße dauert es von der Planung bis zur Inbetriebnahme rund acht Wochen. Dabei fällt der größte Teil der Zeit auf die behördlichen Genehmigungen. Der Bau selbst ist meist innerhalb von drei bis vier Wochen abgeschlossen, so dass der Solarpark dann in Betrieb gehen kann.

Kann der produzierte Strom auch selbst genutzt werden?

Ja, der produzierte Strom darf grundsätzlich je nach Bedarf selbst genutzt werden. Der nicht selbst genutzte Strom wird dann eingespeist.

Gibt es einen Anbieter, der alle Leistungen rund um den Solarpark anbietet?

Ja, bauen Sie Ihren Solarpark mit SOLAR.RED! Wir verfügen über ein großes Netzwerk und stehen Ihnen von der Idee bis zur Inbetriebnahme gern zur Seite. Ein Solarpark ist heutzutage nicht nur eine erfolgreiche Investition, sondern trägt auch erheblich zum Umweltschutz bei. Unsere erfahrenen Experten beraten Sie gern zu Ihrem eigenen Projekt. Wir unterstützen Sie tatkräftig von der Planung bis zur Umsetzung und bei Bedarf auch darüber hinaus mit unserem kompetenten Netzwerk. Nehmen Sie doch gleich heute Kontakt zu uns auf. Wir freuen uns auf Sie!

 

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