Sie erwägen, eine der Flächen in Ihrem Besitz zum Standort eines Solarparks zu machen? Ganz gleich, ob Sie selbst zum Betreiber des Solarparks werden, oder, ob Sie die Fläche an einen Solarparkbetreiber verkaufen oder verpachten wollen – Sie fragen sich sicher, wie groß eine Fläche überhaupt sein muss, um darauf einen Solarpark so zu betreiben, dass er sich rechnet. Wir beantworten Ihnen in diesem Beitrag genau diese Frage: „Wie groß muss die Fläche für einen Solarpark sein?“
Was ist ein Solarpark? (Begriffserklärung, Definition)
Der Begriff Solarpark steht für eine große Solaranlage, die weder auf dem Dach noch an der Fassade eines Gebäudes installiert wurde, sondern ebenerdig auf einer freien Fläche aufgestellt worden ist. Eine alternative Bezeichnung ist daher auch „Freiflächenanlage“, kurz: FFA.
Wichtig: Gleichwohl es zwei technologisch unterschiedliche Arten von Solaranlagen gibt, mit denen man auch unterschiedliche Energieprodukte erzeugt,
Solaranlagen zur Erzeugung von Solarwärme (Solarthermie-Anlagen, kurz: ST-Anlagen, kürzer: STA),
wird der Begriff Solarpark nahezu ausschließlich für große Solarstromanlagen verwendet und nicht für große Solarwärmeanlagen. Das heißt: Wenn hierzulande von einem Solarpark die Rede ist, dann geht es in der Regel um eine große Photovoltaik-Anlage auf freiem Feld.
Wie kleine Photovoltaikanlagen bestehen auch die großen PV-Freiflächenanlagen aus Solarzellen, die in großer Zahl zu Solarmodulen verschaltet worden sind. Doch während für Dach- oder Fassadenanlagen eine vergleichsweise überschaubare Zahl von Solarmodulen verbaut wird, geht die Zahl der Solarmodule eines Solarparks weit darüber hinaus (siehe Abschnitt weiter unten: „Wie groß ist der derzeit größte Solarpark – weltweit und in Deutschland?“).
Wissen sollten Sie, dass ein Solarpark im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten besteht:
Solarmodule inklusive Untergestell (auch Aufständerung genannt) – mehrere Solarmodule werden auf einem sogenannten Modultisch in Reihe geschaltet und ergeben so einen sogenannten String
diverse Kabel
sogenannte Stringsammler – mehrere Strings werden parallelgeschaltet, die einzelnen Ströme der Strings somit aufsummiert
Wechselrichter – Bauteil, das zum einen den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom (auch Gleichspannung, DC für „Direct Current“ genannt) in Wechselstrom (auch Wechselspannung, AC für „Alternating Current“ genannt) umwandelt und zum anderen für das Einspeisen desselben in ein Stromnetz verantwortlich ist.
Trafoübergabestation (NS/MS) – ihre Aufgabe ist die Transformation der Niederspannung auf Mittelspannung.
Einspeisezähler
Einspeisepunkt zum Einspeisen des Solarstroms
Die Solarmodule vom Solarpark werden so auf die Gestelle montiert, dass sie in einem optimalen Winkel zur Sonne ausgerichtet sind (sogenanntes Azimut). Dabei ist zu beachten, dass die Sonne ihren Stand am Himmel sowohl innerhalb eines Tages als auch innerhalb der Jahreszeiten wechselt. Neben fest montierten gibt es sogenannte nachgeführte Anlagen (Solar Tracker, Suntracker), die in der Lage sind, dem Stand der Sonne zu folgen. Dank dieser optimalen Ausrichtung gen Sonne, die sowohl einachsig als auch zweiachsig erfolgen kann, erzielen solche Systeme überdurchschnittliche Solarerträge.
Um ein Maximum an Solarenergie einzufangen, werden die Solarmodule schräg montiert. Das kann einerseits recht bodennah geschehen.
Soll die Freifläche doppelt genutzt werden, landwirtschaftlich und energiewirtschaftlich, werden die Module andererseits höher aufgeständert. So können darunter Tiere (Schafe, Ziegen, Geflügel, Bienen) weiden sowie Kulturpflanzen, Energiepflanzen oder Grün angebaut werden. Dank der Höhe der Modulgestelle passen landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge darunter. Diese Doppelnutzung der Freifläche wird auch Agriphotovoltaik genannt. Deren Vorteile stellen wir Ihnen in unserem Blogbeitrag hier auf dem Landverpachten-Blog ausführlich vor. Schauen Sie gerne mal rein!
Alternativ werden die Solarmodule senkrecht in Reihen aufgestellt. Auch dabei lässt sich das Konzept zur Flächendoppelnutzung Agri-PV umsetzen, indem die Flächen zwischen den Reihen landwirtschaftlich bewirtschaftet werden.
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Wie funktioniert ein Solarpark?
Die Solarzellen in den Solarmodulen erzeugen elektrischen Gleichstrom. Der wird über elektrische Leitungen (Solarkabel), die in der Regel unterirdisch verlegt sind, zum Stringsammler und von dort aus zum Wechselrichter geführt. Von dort aus wird der in Wechselstrom umgewandelte Strom zur Trafoübergabestation geleitet, die die Spannung von niedrig auf mittel transformiert. Der dort ebenfalls integrierte Stromzähler zählt die erzeugte Solarstrommenge und dann geht’s auch schon ab zur Einspeisung ins Stromnetz.
Wie viele Solarparks gibt es aktuell in Deutschland?
Das Umweltbundesamt (UBA) beziffert den Anteil der in Deutschland installierten Photovoltaik- Leistung aus Dachanlagen auf rund 75 Prozent und den Anteil aus Freiflächenanlagen auf rund 25 Prozent. Laut dem Bundesverband Solarwirtschaft e.V. waren Ende 2021 etwa 2,2 Photovoltaikanlagen in Deutschland installiert.
Wie viel Platz belegen Solarparks in Deutschland?
Ende des Jahres 2019 belegten Solarparks in Deutschland laut UBA insgesamt gut 30.000 Hektar (ha) Flächen, davon seien
knapp 26 Prozent Ackerflächen
und 14 Prozent Randstreifen an Verkehrswegen gewesen, die teilweise ebenfalls den Ackerflächen zuzuordnen seien.
Die installierte Photovoltaik-Leistung auf diesen beiden Flächenkategorien entspreche demnach 0,07 Prozent der gesamten landwirtschaftlichen Fläche Deutschlands.
Wissen müssen Sie, dass die Photovoltaik-Technik große Fortschritte macht, so dass sich das Verhältnis von Leistung pro Fläche stetig verbessert. Die für ein Megawatt (MW) Freiflächen- Photovoltaik benötigte Fläche geht demzufolge auch stetig zurück. Wurden im Jahr 2006 noch 4,1 ha/MW benötigt, waren es im Jahr 2019 nur noch 1,2 ha/MW, schreibt das UBA auf seiner Internetseite. Dies hänge unter anderem mit der kontinuierlichen Leistungssteigerung der Solarmodule zusammen. Für künftige Solarparkbetreiber heiße das, dass sich auf einer gegebenen Fläche heute deutlich mehr Solarstrom erzeugen lasse, als noch vor einigen Jahren. Insbesondere im Vergleich zur Bioenergie sei der flächenbezogene Stromertrag der Photovoltaik um ein Vielfaches höher.
In seinem Leitfaden „Umweltverträgliche Standortsteuerung von Solar-Freiflächenanlagen. Handlungsempfehlungen für die Regional- und Kommunalplanung“ schreibt das UBA zum Potential der Solarparks in Deutschland, dass Solarparks deutlich günstiger seien als Gebäudeanlagen. Außerdem seien sie schneller zu erschließen als Anlagen an oder auf Gebäuden, was angesichts der Notwendigkeit des beschleunigten Ausbaus der Erneuerbaren Energien hierzulande, der aus sehr hohen und konstanten Zubauvolumina resultiert und derzeit ganz oben auf der Agenda der Bundesrepublik Deutschland steht, von größtem Vorteil ist. Das UBA geht deshalb davon aus, dass der bundesweite Anteil der Solarparks von 25 Prozent an der insgesamt installierten PV-Leistung in Zukunft wesentlich ansteigen werde.
Wie groß ist der derzeit größte Solarpark – weltweit und in Deutschland?
Die Top 3 der größten Solarparks weltweit ändert sich regelmäßig, da immer wieder noch größere Anlagen als zuvor errichtet werden. Aktuell belegen diese drei Anlagen die Plätze eins bis drei auf der Rekordliste – gemessen an der Leistung. Wozu anzumerken ist, dass sich die Größe der Anlage sowohl auf Leistung als auch auf Fläche beziehen kann.
Platz 1 – Solarpark Bhadia in Indien: Laut Wikipedia erbringe dieser Solarpark eine Leistung von 2.245 MW und umfasse eine Fläche von 57 Quadratkilometern (km 2 ).
Platz 2 – Solarpark Huanghe Hydropower Hainan in China: Dieser Solarpark bestehe laut der Wikipedia aus 672 einzelnen PV-Anlagen und komme damit auf eine Leistung von 2.200 MW. Die genaue Fläche wird nicht genannt.
Platz 3 – Pavagada Solarpark in Indien: Dessen Leistung beziffert die Wikipedia auf 2.050 MW. Der Solarpark besetzt demnach 53 km 2 .
Der derzeit größte Solarpark Deutschlands ist Ende des Jahres 2020 vom Energiekonzern EnBW in Weesow-Wilmersdorf bei Berlin in Betrieb genommen worden. Er ist 209 ha, das sind 2,09 km 2 , groß, tatsächlich mit Modulen bebaut worden seien davon 164 Hektar, das sind 1,64 km 2 , das entspricht in etwa der Fläche, die 230 Fußballfelder einnähmen. Seine Leistung wird von EnBW auf 187 MW P beziffert. Sie werde von 465.000 Solarmodulen erzeugt, die auf einer Unterkonstruktion, die auf rund 100.000 Pfosten fuße, montiert worden seien.
Um zu berechnen, wie viel MW P Deutschlands derzeit größter Solarpark pro km 2 erzeugt, kann man die 187 MW P durch 209 ha gleich 2,09 km 2 teilen und kommt so auf 89,47 MW P pro km 2 .
Interessant: Die komplette Baufläche des Parks sei zuvor landwirtschaftlich genutzt worden. Sie werde jetzt als artenreiches Grünland genutzt. Die zur Projektfläche gehörenden weiteren 45 ha würden laut EnBW öffentliche Wege umfassen, die durch die Anlage führten und sich von Spaziergängern und Reitern nutzen lassen würden. Zusätzlich sollen dort heimische Laub- und Obstbäume sowie mehr als 16.000 Sträucher angepflanzt werden, heißt es in diesem Medienbericht.
Übrigens ein noch viel größerer Solarpark mit 650 MWP Photovoltaik-Leistung soll im kommenden Jahr 2023 in der Nähe von Leipzig in Betrieb genommen werden.
Wie groß sollte die Fläche für einen Solarpark sein, damit er sich rechnet?
Das Internetportal net4energy.com schreibt, dass die Fläche für einen Solarpark mindestens zwei Hektar groß sein sollte, damit dieser sich ertragsmäßig rechne.
Unter der Annahme, dass ein Solarpark im Jahr pro ha 400 bis 500 MWh P (400.000 bis 500.000 Kilowattstunden Peak , kWh P ) einfährt, käme man mit einem 750-kW P -Solarpark auf einen Solarertrag von 600.000 bis 800.000 kWh P . Damit ließe sich demnach der jährliche Strombedarf von 200 bis 270 Haushalten decken. Ein 10-MW P -Solarpark, der im Jahr 1 Million kWh P Strom erzeuge und diese dann für einen Preis von 0,03 Euro pro kWh vermarkte, erziel einen Stromerlös von 300.000 Euro. Wobei zu berücksichtigen sei, dass von diesem Ertrag auch sämtliche Kosten des Solarparks, allen voran die Betriebskosten, zu begleichen seien.
Wie sollte die Fläche beschaffen sein, auf die der Solarpark kommt?
Grundsätzlich sollte die Freifläche, auf der ein Solarpark entstehen soll, beste Voraussetzungen für einen maximalen Solarertrag bieten. Das heißt unter anderem, dass dort ausreichend Sonnenstrahlung auftrifft und sie nicht verschattet sein darf. Dabei ist auch die künftige Entwicklung des Standortes zu bedenken, denn ein Solarpark wird dort drei bis vier Jahrzehnte stehen und Solarstrom erzeugen. Potentielle „Schattenwerfer“ sind Gebäude, Bäume und Sträucher sowie Berge.
Eine für die Errichtung eines Solarparks geeignete Fläche sollte zudem auch energietechnische Voraussetzungen erfüllen. So ist die Mindestentfernung zur Stromübergabe an Umspannwerke, Leizungen höherer Spannungsebenen und Ähnliches von großer Bedeutung für die Eignung der Freifläche als Standort für einen Solarpark.
In seinem oben verlinkten Leitfaden zeigt das UBA die folgende Matrix, mit der sich Flächen hinsichtlich ihrer Eignung als Standort für einen Solarpark bewerten lassen:
Auch wenn die Matrix insbesondere an die kommunalen Entscheider Mühlhausens gerichtet ist, gibt sie doch auch Flächenbesitzern andernorts einen guten Überblick über die Voraussetzungen, die ihre Fläche erfüllen muss, damit darauf ein Solarpark errichtet werden kann.
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