Verspargelter Solarpark

Wer Windkraftanlagen und Photovoltaik kombiniert, gewinnt viel. Das zeigt David Ludwig in einer Masterarbeit für das Reiner Lemoine Institut und die Engineering-Abteilung der Solarpraxis. Dabei geht er in seinen Rechnungen über eine einfache Kombination der beiden Energieträger weit hinaus. Er berechnet, wie sich die Anlagen ineinander verschachtelt bauen lassen, was zusätzlich Fläche spart.

Die Ingenieure und Forscher hat selber überrascht, wie gering die Verluste der Photovoltaik dadurch sind, dass die Windräder Schatten werfen. Das reduziert den Stromertrag lediglich ein bis zwei Prozent im Vergleich zum unverschatteten Idealfall.

Solch ein Kombikraftwerk hat jedoch noch mehr Vorteile. Die Berechnungen ergeben, dass die Netzanschlussleistung geringer ist als wenn die beiden Kraftwerke getrennt voneinander errichtet werden. Das liegt daran, dass die Sonne oft scheint, wenn der Wind nicht weht, und umgekehrt. In den seltensten Fällen laufen beide Kraftwerke gleichzeitig mit voller Leistung. Der Betreiber verliert daher nicht viel, wenn er zum Beispiel maximal 60 Prozent der Summenleistung einspeist. Das Stromnetz muss also nicht unbedingt ausgebaut werden, wenn unter den Windrädern Solarmodule aufgestellt werden.

Wie hoch die Verluste am Ende wirklich sind, hängt vom Verhältnis der Photovoltaik- zur Windleistung ab. Wenn die Windkraftanlagen eng stehen und die gesamte Fläche darunter mit Photovoltaik bebaut wird, nimmt Ludwig an, dass auf rund zehn Megawatt Windleistung etwa 20 Megawatt Photovoltaikleistung kommen. Dann sind die Jahreserträge der beiden Energieformen ungefähr gleich. Bei einer Abregelung auf 60 Prozent verliert der Betreiber nur zwei bis vier Prozent. Wenn die Windkraftanlagen weiter auseinander stehen, was auch vom Gelände abhängt, können auch 70 oder 80 Megawatt Photovoltaik Platz haben. Selbst dann steigen die Verluste nur auf zehn Prozent.

Das Prinzip, dass Sonnen- und Windkraft komplementär sind, ist bekannt. Christian Breyer, Geschäftsführer des Reiner Lemoine Instituts, hat schon in früheren Studien gezeigt, wie sich Sonne und Windkraft ergänzen. David Ludwig hat jetzt dazu zwei neue Aspekte herausgefunden. Zum einen gilt das Prinzip nicht nur, wenn man Wetterdaten über ganz Deutschland mittelt, sondern auch auf der begrenzten Fläche eines Windparks. Zum anderen funktioniert es auch bei den im Windpark möglichen Verhältnissen von Wind- zu Solarleistung.

Alexander Woitas, Leiter des Bereichs Engineering bei der Solarpraxis, ist guter Dinge, dass das Konzept auch in die Praxis umgesetzt wird. Es gebe bereits erste Anfragen für Ertragsgutachten.

Das verwundert nicht, da es nicht nur eine elegante Lösung für den Netzanschluss für Solaranlagen bietet, sondern gleichzeitig kontinuierlicher Energie erzeugt als eine Energieart für sich alleine. Eine intelligente Kombination von Sonne und Wind reduziert dadurch auch den Speicherbedarf im Netz. Nächstes Jahr soll bereits in der Nähe von Berlin ein Windpark mit Photovoltaik nachgerüstet werden, wo die hier beteiligten Partner auch die Auswertung mitübernehmen. (Michael Fuhs)