Projekt Beschreibung

Innovative Möglichkeiten zur Sonnenstromproduktion

  • Österreich hat sich das Ziel gesetzt bis 2030 ausschließlich erneuerbaren Strom zu verbrauchen. Um dieses Klimaziel zu erreichen, benötigt es einen umfassenden Ausbau der Photovoltaik, der in Zukunft innovativer und diverser aussehen wird.

  • Neue integrierte Anwendungsmöglichkeiten ermöglichen Flächen intelligent und effizient zu nutzen und das PV-Potential damit besser auszuschöpfen. 

  • Integrierte Photovoltaiktechnologien lösen damit nicht nur Flächennutzungskonflikte, sondern schaffen sogar Synergieeffekte. Die vielfältigen innovativen Möglichkeiten zeigt eine aktuelle Broschüre des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme auf.

28. Juli 2020

Anwendungsfelder für integrierte Photovoltaik

Um die österreichischen Klimaziele zu erreichen, muss bis 2030 eine Photovoltaik-Leistung von 11 TWh zugebaut werden. Klar ist daher, dass sich das Landschaftsbild zukünftig ändern und der Photovoltaik-Ausbau sichtbarer werden wird. Umso wichtiger ist es, Flächen intelligent und effizient zu nutzen. Die integrierte Photovoltaik bietet hierfür innovative Möglichkeiten.

Als integrierte Photovoltaik werden Solarmodule bezeichnet, die sich – von außen meist nicht mehr sichtbar – in Gebäude, Verkehrswege aber auch in Fahrzeuge einfügen. Denn neueste Technologien ermöglichen frei wählbare Formate und Farben für integrierte Module. Zudem können sie auch auf landwirtschaftlichen und bereits versiegelten Flächen zum Einsatz kommen. Photovoltaik hat somit die Möglichkeit durch unterschiedliche innovative Anwendungen einen Doppelnutzen zu generieren.

Agrophotovoltaik bietet großes Potential

Ein großes und bislang fast ungenutztes Photovoltaik-Potenzial birgt die Landwirtschaft. Bei der sogenannten Agrophotovoltaik wird die Ackerfläche zusätzlich auch zur Sonnenstromproduktion genutzt. Dabei schützen die Photovoltaikmodule die Kulturen auch vor Hagel-, Frost- und Dürreschäden. Kommen bifaziale PV-Module am Acker zum Einsatz, beispielsweise als Zäune, kann Sonnenstrom sowohl auf ihren Vorder- als auch Rückseiten produziert werden, wodurch sie noch höhere Stromerträge liefern. Das Agrophotovoltaik-Potential in Österreich liegt bei etwa 27 GWp.

Versiegelte Flächen für Solarstromproduktion nutzen

Der Verkehrsbereich bietet diverse Möglichkeiten für die Nutzung von Solaranlagen. Bifaziale PV-Module können etwa in Lärmschutzwände eingebettet werden. Auch Verkehrswege wie Straßen, Fußwege, Plätze oder auch Schienen bieten sich als Flächen für Solarmodule zur Energiegewinnung an. So könnten PV-Module die Überdachung von Verkehrswegen bilden oder in den Straßenbelag integriert werden. Letzteres ist derzeit noch sehr kostspielig und erst in Entwicklung. In Österreich gibt es bislang noch keine „Solarstraßen“; Deutschland und einige weitere Länder führen aber bereits Pilotprojekte durch.

Photovoltaik als Bauelement

Bei der Integration von Photovoltaik in Bauelemente kommt es gleich zu mehreren Synergieeffekten. Neben der Stromgewinnung übernehmen PV-Module außerdem Wärmedämmung und Schutz vor Wind, Wetter oder Lärm. In verglaste Oberflächen lässt sich ohne großen Mehraufwand Photovoltaik einbauen, womit die Bauwerkintegrierte Photovoltaik durch ihre Multifunktionalität eine ökonomische sowie ökologische Lösung darstellt.

Schwimmende Photovoltaik

Auch das Wasser bietet sonniges Potential mit Hilfe von „Floating Photovoltaics“ – also schwimmender Photovoltaik. Das sind Solarkraftwerke, die an stehenden Gewässern, wie beispielsweise Stauseen, angebracht sind. Diese haben den Vorteil, durch den Kühleffekt des Wassers eine erhöhte Stromproduktion zu liefern und durch ihre Verschattung die Wassertemperaturen partiell zu regulieren. Was in Österreich noch nicht in Realität umgesetzt wurde, hat global schon ein dynamisches Wachstum. Allein bis Mitte 2018 wurden bereits 1,1 GW Leistung installiert. Auch in Deutschland gibt es dazu einige Pilotprojekte, bei denen an Stau- und Baggerseen Solaranlagen angebracht wurden. Zusätzlich wird daran gearbeitet alte Tagebauen zu fluten und die gewonnenen Flächen für Sonnenstromproduktion zu nutzen.

Photovoltaik, die fährt

Bei der Fahrzeugintegrierten Photovoltaik sind Solarmodule Teil des Fahrzeugs und ersetzen entweder das Dach oder die Motorhaube. Nachdem die PV-Module direkt mit dem Verbraucher verbunden sind, wird einerseits die Fahrzeugreichweite erhöht und andererseits das Stromnetz entlastet. Weitere Anwendungsfelder sind Wohnwagen und Wohnmobile, Lastenfahrräder, Straßenbahnen und Züge.

Mehr Sonnenstrom in der Stadt

Die Urbane Photovoltaik erzeugt mitten in der Stadt Sonnenstrom und nutzt dafür bereits versiegelte Flächen. Im urbanen Raum bieten sich große Parkplätze, öffentliche Plätze oder Sportanlagen für optisch ansprechende PV-Anlagen an. Die Stromproduktion ist dabei hautnah spürbar und bringt positive Nebeneffekte, wie Schattenspender oder Regenschutz, und bietet die Möglichkeit mit Straßenlaternen oder E-Ladeinfrastruktur kombiniert zu werden. Für die BürgerInnen werden die Orte aufgewertet und die Energiewende wird positiv erlebbar, was zu mehr Akzeptanz in der Bevölkerung führt.

Etablierung geeigneter Rahmenbedingungen

Zurzeit ist der Anteil an integrierter Photovoltaik noch überschaubar, da sich noch kein entsprechender Markt etabliert hat. Die Entstehung von Produkten mit einheitlicher Größe und Design verlangt nach individuellen Lösungen, denn die Produkte können in vielen Fällen nicht einheitlich angewendet werden. Was zunächst nach einem Nachteil klingt birgt Chancen für die lokale Produktion. Europäische Unternehmen könnten hier an der nachhaltigen Produktion teilhaben.

Bisher richten sich die gesetzlichen Rahmenbedingen an preiswerte Technologien aus Massenproduktion. Um die Entwicklung integrierter Photovoltaik voranzutreiben, bedarf es gezielter Förderungen und Regulierungen. Insbesondere die Errichtung von Sonderfördertöpfen würde für den Ausbau innovativer Photovoltaik-Anlagen Anreize schaffen. Weitere wesentliche Maßnahmen wären die Anpassung von Flächenwidmungskategorien, vereinfachte Genehmigungsverfahren sowie die gezielte Technologieförderung von innovativer Photovoltaik.

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