• Warum macht die Nutzung der Solarenergie in Kommunen Sinn?
• Wie kann Solarenergie genutzt werden?
• Wer sind die Abnehmer der solar gewonnenen Nutzenergie?
• Wie hoch sind die zu erwartenden Investitionskosten?
• Welche Schritte müssen zur erfolgreichen Umsetzung eines Projektes durchlaufen werden?
• Was ist Solarenergie?
• Seit wann wird Solarenergie genutzt?
• Gibt es gute und funktionierende Nutzungsbeispiele solarer Energie in Kommunen?

Warum macht die Nutzung der Solarenergie in Kommunen Sinn?

Die Energie der Sonne ist regenerativ und ihre Nutzung trägt zum Klimaschutz bei. Daneben hat die Solarenergie viele positive Effekte für die Kommune und ihre Bürger: Die globale Sonneneinstrahlung, bezogen auf eine horizontale Fläche in Deutschland, liegt zwischen 950 und 1250 kWh/m² im Jahr; mit Einspeisevergütung nach EEG lassen sich Fotovoltaik-Anlagen prinzipiell überall in Deutschland wirtschaftlich betreiben Geeignete Dachflächen sind allerorts noch verfügbar Erprobte Technologie und einfache Montage, besonders von Fotovoltaik-Anlagen Steigerung der Eigenversorgung mit Energie in der Region Generieren von Einnahmen (EEG, Pacht,…) Lokale Beschäftigung: Installation, Service, Wartung und Betrieb bieten ortsansässigen Handwerkern neue Betätigungsfelder und helfen langfristig Arbeitsplätze zu sichern und neue zu schaffen. Eine verstärkte und forcierte Nutzung erneuerbarer Energien führt zu einem Imagegewinn der Kommune und kann im Kommunal- und Tourismusmarketing hervorgehoben werden. Solarenergie kann vielfältig genutzt werden; von kleinen Anlagen zur Strom- oder Wärmebereitstellung auf dem Dach, bis hin zu großen Fotovoltaik Freiflächenanlagen und solarunterstützten Nahwärmenetzen. Solaranlagen auf Dächern benötigen im Gegensatz zu großen Windparks keine Genehmigung.



Wie kann Solarenergie genutzt werden?

Es gibt grundsätzlich drei Möglichkeiten die Energie der Sonne zu nutzen. Fotovoltaik zur Stromproduktion, Solarthermie zur Wärmebereitstellung und Solare Kühlung zur Bereitstellung von Kälte. Photovoltaik In Photovoltaikanlagen wird die eunfallende Sonnenstrahlung in elektrische Energie Umgewandelt Die Umwandlung erfolgt durch den sogenannten photoelektrischen Effekt, bei dem die einfallenden Photonen Elektronen aus ihren Bindungen im Atom lösen. Damit dies funktioniert sind zwei unterschiedlich geladene Schichten nötig. Kristalline Silizium-Solarzellen bestehen daher aus einer positiv- und einer negativgeladenen Siliziumschicht. Heute gibt es mehrere Technologien um die einfallende Sonnenstrahlung in elektrische Energie umzuwandeln. Neben verschiedenen Silizium-Technologien gibt es auch Dünnschichtsolarzellen, die mit verschiedenen Materialien, wie Kadmium, Gallium, oder Kupfer-Indium-Verbindungen hergestellt werden, und organische Solarzellen. Solarthermie In Solarkollektoren wird die einfallende Strahlung in Wärme umgewandelt. Um die Wärme abzutransportieren läuft ein Wärmeträger in Röhren durch den Kollektor. Die Wärme wird über Wärmetauscher an das Brauch- und/oder Heizungswasser abgegeben und kann verwendet werden. Die gewonnene Wärme kann in einem Ein- oder Mehrfamilienhaus zur Heizungsunterstützung und/oder Brauchwarmwasserbereitung eingesetzt werden. Größere Anlagen können auch in ein Nahwärmenetz einspeisen, an das mehrere Gebäude angeschlossen sind. Solare Kühlung Bei der solaren Kühlung wird die durch die Sonne gewonnene Wärme zur Raumklimatisierung, also Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft, verwendet. Wärmegetriebene Kühlsysteme sind in mehreren Varianten verfügbar: geschlossene Systeme wie Ad- und Absorptionskältemaschinen, bei denen Kaltwasser bereitgestellt wird, und offene Systeme wie die sorptionsgestützte Klimatisierung, bei der die Luft direkt konditioniert wird.




Wer sind die Abnehmer der solar gewonnenen Nutzenergie?

Strom aus Sonnenenergie kann entweder selbst, das heißt im eigenen Haus oder Betrieb, genutzt werden, oder in das örtliche Stromnetz eingespeist werden, womit die gewonnene Energie auch anderen Verbrauchern zur Verfügung steht. Solare Wärme wird meist zur Warmwasserbereitung und/oder Heizungsunterstützung verwendet. Je nach Größe der Anlage können so Ein- oder Mehrfamilienhäuser versorgt werden. Mittlerweile werden auch immer mehr Nahwärmenetze mit solarer Wärme betrieben, die meist mit einem Wärmespeicher und einem Spitzenkessel für die Wintermonate ergänzt sind. Solare Kühlung wird vorwiegend in größeren Gebäuden eingesetzt, da kleine Anlagen noch nicht auf dem Markt verfügbar sind. Interessant ist die solare Kühlung zum Beispiel in Bürogebäuden, Hotels und Industriebetrieben. Je nach Kältemaschine sind auch sehr niedrige Temperaturen für Lebensmittellager möglich.




Wie hoch sind die zu erwartenden Investitionskosten?

Photovoltaik Je nach Anbieter und Größe liegen die Kosten für 1 kWpeak zwischen 2.200 und 2.800€. Für 1 kWpeak werden je nach Standort und Typ zwischen 6 und 15m² Fläche benötigt und der Ertrag liegt in Deutschland zwischen 800 und 1000 kWh/kWpeak. Solarthermie Die Investitionskosten (Solarkollektor, Montage, Speicher) liegen zwischen 700 und 1200 €/m². Damit ergeben sich mit einem Ertrag zwischen 400 und 600 kWh/(m²*a) spezifische Investitionskosten von 1,2 bis 3 €/kWh.




Welche Schritte müssen zur erfolgreichen Umsetzung eines Projektes durchlaufen werden?

• Potentialanalyse
• Geeignete Dach- und Freiflächen ermitteln
• Mittlere Globalstrahlung
• Wärmebedarf ermitteln
• Projektvorschläge
• Mit einem Planungsbüro erste Vorschläge erarbeiten
• Wirtschaftlichkeit berechnen
• Öffentlichkeit einbeziehen
• Rechtliche Gegebenheiten prüfen
• Betreibermodelle entwickeln
• Planung
• Bau

Was ist Solarenergie?

Solarenergie entsteht durch Kernfusion auf und in der Sonne. Sie wird teilweise als elektromagnetische Strahlung abgegeben. Die Bestrahlungsstärke am Rand der Atmosphäre beträgt ungefähr 1,367 kW/m², wovon auf der Erdoberfläche in der Regel maximal 1kW/m² ankommt. Dieser Wert schwankt in unseren Breiten tageszeitlich-, jahreszeitlich- und witterungsbedingt. Übers Jahr gesehen ergibt sich ein Wert für die Globalstrahlung zwischen 950 und 1250 kWh/(m²*a) in unseren Breiten und circa 2000 kWh/(m²*a) in Spanien.



Seit wann wird Solarenergie genutzt? In der Architektur des alten Ägyptens und anderer früher Hochkulturen Nordafrikas, des Mittleren-Ostens und Latein-Amerikas finden sich erste Ansätze einer passiven Nutzung der Sonnenenergie. Die aktive Nutzung der Sonnenenergie geht auf den französischen Physiker Henry Becquerel zurück, der 1839 den Fotoeffekt entdeckte und damit den Grundstein für die Solarzellen von heute legte. Die ersten Silizium-Solarzellen wurden in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts gebaut und erfuhren den ersten Entwicklungsschub durch den Einsatz in der Raumfahrt. Der Wirkungsgrad ist von anfangs 6 % auf über 20 % mit monokristallinem Silizium gesteigert worden. Im Gegensatz zur Fotovoltaik wird Solarthermie in Form von Brenn- und Hohlspiegeln schon seit der Antike genutzt. Der erste Solarkollektor wurde im 18. Jahrhundert vom Naturforscher Horace-Benedict de Saussure gebaut. Er bestand grob aus einem Holzkasten mit einer darauf liegenden Glasplatte und erreichte eine Temperatut von 87 °C. Heute werden Solarkollektoren bei Niedertemperaturanwendungen eingesetzt und können Temperaturen von teilweise über 150°C erreichen.




Gibt es gute und funktionierende Nutzungsbeispiele solarer Energie in Kommunen?

Crailsheim (Baden-Württemberg), Stadtteil Hirtenwiesen: Hier entsteht die größte solarthermische Anlage Deutschlands. Rund 7.500m² Kollektorfläche sollen ein Nahwärmenetz in diesem Stadtteil speisen. Durch mehrere Wärmespeicher ist es möglich bis zu 50% des jährlichen Wärmebedarfs zu decken. Solarkraftwerk Haimhausen (Bayern): Seit 2006 erzeugt ein in kommunalem Besitz befindliches Solarkraftwerk im bayerischen Haimhausen mit einer installierten Gesamtleistung von 1,1 Megawatt Strom. Dadurch können rein rechnerisch 350 Haushalte versorgt werden. Der Stromertrag und damit die Einnahmen der Gemeinde waren in den ersten Jahren höher als erwartet.