Experten sind sich einig, Photovoltaik und Windkraft werden gleichermaßen gebraucht, um die Energiewende zu stemmen. Noch sind sie selten an einem Ort zu finden, doch dies könnte sich in Zukunft ändern. Dies ist zumindest der Traum von Werner Palm von der Smartvolt AG und Daniel Saage von Westfalen Wind. Ein Pilotprojekt haben sie im vergangenen Jahr im Landkreis Paderborn realisiert: Sie haben auf der geschotterten Kranstellfläche eines Windrades eine 96,8 Kilowatt Photovoltaik-Anlage installiert. Dabei lieferte Smartvolt sein patentiertes Montagegestell. Die Solarmodule sind dort bereits vormontiert und können einfach vor Ort ausgeklappt werden.
Ursprünglich hat der Schweizer Montagegestell-Hersteller das System für Flachdächer entwickelt. Doch mit den Photovoltaik-Anlagen an den Windrädern tut sich nun eine viel versprechende Nische auf, um die Gestelle noch für breitere Anwendungen zu nutzen. „Der Aufbau lässt sich durch unseren patentierten Kranbalken in drei Minuten pro Kilowatt bewältigen, beim Abbau sind es etwa sechs Minuten“, sagt Werner Palm. Er baut derzeit den Vertrieb für das Montagesystem in Deutschland auf, das in der Schweiz von Andreas Fankhauser entwickelt wurde. Der Abbau der Photovoltaik-Anlage in den Windparks kann erforderlich sein, wenn die Stellfläche für Wartungsarbeiten wieder für einen Kran gebraucht wird.
„In der Regel ist dies aber nur einmal in 20 Jahren erforderlich“, sagt Saage. Er ist Geschäftsführer von Westfalen Wind. Dann können die Solarmodule wieder zusammengeklappt an den Rand gestellt und nach Abschluss der Wartungsarbeiten wieder auf der Fläche installiert werden. Bisher hat Smartvolt das System noch keinem Dauerbelastungstest unterzogen. „Doch fünf bis zehn Mal sollten kein Problem darstellen“, ist sich Palm sicher.
Foto: Westfalen Wind
Als Vorzüge dieser Kombination sehen beide, dass die technische Infrastruktur für den Anschluss der Photovoltaik-Anlage in der Windkraftanlage bereits vorhanden ist. Zudem entstehe kein zusätzlicher Flächenbedarf und eine bereits versiegelte Fläche könne so noch sinnvoll genutzt werden. Der Jahresertrag der Photovoltaik-Anlage liegt bei rund 85.000 Kilowattstunden. Damit könnte bilanziell etwa zwei Drittel des Eigenbedarfs der Windkraftanlage im Jahr gedeckt werden. Dieser liege bei etwa 96.000 Kilowattstunden und werde in der Regel vom Windrad selbst erzeugt.
Bis vor Kurzem verhinderten die Anforderungen an das Messkonzept allerdings, dass der Solarstrom wirklich für die Versorgung des Windrades genutzt werden konnte. Der örtliche Netzbetreiber stimmte jetzt aber nach vielen Gesprächen zu, eine klassische Eigenverbrauchsanlage zu genehmigen. Immer dann, wenn sich das Windrad nicht dreht, kann der Eigenstrombedarf mit Photovoltaik gedeckt werden. Das sorgt für eine deutliche bessere Wirtschaftlichkeit der Projekte.
Aus Sicht von Daniel Saage verhindern allerdings noch die Bürokratiekosten den völligen Durchbruch der Idee. Die reinen Herstellungskosten für eine 100 Kilowatt-Anlage liegen nach seinen Angaben bei rund 600 Euro pro Kilowatt. Hinzu kommen Baugenehmigungsgebühren und Ausgleichszahlungen sowie Rückbaugelder von 50 Euro pro Kilowatt sowie nochmals 50 Euro pro Kilowatt an Zertifikatskosten. Letztere werden fällig, weil die Zertifikate für die gesamte Anlage nach VDE-AR-4110 erneuert werden müssen, wenn eine Photovoltaik-Anlage zusätzlich angeschlossen wird. Saage wünscht sich für solche Fälle die Einführung einer Bagatellgrenze von 5 Prozent. Dann könnten ohne diese zusätzlichen Kosten einige hundert Kilowatt Photovoltaik in Windparks mit mehreren Megawatt installiert werden. „Dies würde die Kosten erheblich reduzieren und das Gesamtkonzept wirtschaftlich attraktiver machen“, sagt er.
Die erneute Zertifizierung sei auch deshalb überflüssig, da die Photovoltaik-Anlage direkt auf der bereits vorhandenen Niederspannungsseite der Windkraftanlage aufgelegt wird. Diese ist bereits mit dem Anschluss der Windkraftanlage, die in die Mittelspannungsebene einspeist, vorhanden, da darüber Licht, Lüfter und Leistungselektronik innerhalb des Windrades versorgt werden.
Foto: Westfalen Wind
Nach Einschätzung von Westfalen Wind ist etwa jede fünfte bis achte Kranstellfläche für die Installation einer Photovoltaik-Anlage geeignet. Der Turm des Windrades darf nicht nach Süden ausgerichtet sein. Optimalerweise würden die Photovoltaik-Anlagen in Ost-West-Richtung gebaut. Allein in Nordrhein-Westfalen sieht Saage ein Potenzial für 60 Megawatt für den Bau solcher Photovoltaik-Anlagen auf Kranstellflächen. Bundesweit schätzt er es auf etwa 300 Megawatt.
Dabei könnten die Photovoltaik-Anlagen künftig auch noch leistungsstärker werden. Beim Pilotprojekt seien polykristalline Solarmodule von Canadian Solar genutzt worden. Es sei dabei vor allem um den günstigen Preis gegangen, denn noch war für die Entwickler nicht absehbar, ob etwa Eiswurf von den Rotorblättern der Windräder die Solarmodule beschädigen könnte. Diese Befürchtungen seien nach den bisherigen Erfahrungen unbegründet.
Westfalen Wind hat mittlerweile bereits zwei weitere je 100 Kilowatt-Photovoltaik-Anlagen auf Kranstellflächen errichtet. Eine davon mit leistungsstärkeren monokristallinen Solarmodulen von Heckert Solar. Den Wechselrichter für die Pilotanlagen lieferte Sungrow. Die Entwickler hätten auch in diesem Fall lieber auf deutsche Produkte gesetzt, müssen aber auf Wechselrichter zurückgreifen, die die TAR 4110 erfüllen.
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Wie viel quadrar kilometer Pfleche braucht Deutland fuer gesamt elektrik Bedirfnise per photovoltaik Energie.
Fuer eine prezise und baldige Beantwortung waere ich sehr danbar.
Mfg Herr Janevski Bore
Mich wundert, dass man nicht einfach den Turm selber mitnutzt. Den riesigen Hohlkörper, könnte man auch für einen H2-Puffer nutzen, wenn man direkt Vor-Ort einen Elektrolyseur installieren würde. Liese sich sicherlich so zukünftig konstruieren.
DE wird nicht die gesamte Energie über PV bereitstellen. Die höheren Annahmen in Studien gehen von 200 GW auf Freiflächen (1 MW/ha) und 200 GW auf Gebäuden aus.