Solarparks werden immer größer Welche 5 Photovoltaik-Trends bestimmen die nächsten Jahre?

Wenn die Energiewende gelingen soll, ist der schnelle Ausbau von Photovoltaik unumgänglich. An sonnigen Tagen deckt PV-Strom zeitweise sogar zwei Drittel des momentanen Stromverbrauchs. Mithilfe der rasant gesunkenen Modulpreise erzeugen neue Megawatt-Großanlagen Strom für 3 - 5,5 Cent/kWh, bei kleinen Dachanlagen sind es mit 6 - 11 Cent/kWh etwas mehr, aber insgesamt sind sie bereits kostengünstiger als fossile Kraftwerke.

Diese Entwicklung dürfte sich langfristig fortsetzen, auch wenn die Modulpreise zuletzt wegen der Lieferengpässe in Folge der Corona-Krise gestiegen sind. Dennoch sind geringere Kosten kein Selbstläufer. Weil größere Anlagen kostengünstiger arbeiten, ergibt sich als erster Trend:

Trend 1: Solar-Kraftwerke werden immer größer

Für immer größere Anlagen sprechen nicht nur die Skaleneffekte bei den Kosten. Mit kleinen Anlagen lassen sich die ambitionierten Ausbauziele schlicht nicht erreichen. Ein gutes Beispiel ist Österreich. Das Land setzt auf große PV-Parks, wie zum Beispiel in Schönkirchen-Reyersdorf nordöstlich von Wien.

Dort ist 2020 die größte Photovoltaik-Freiflächenanlage Österreichs in Betrieb gegangen. Sie besteht aus 34.600 Modulen auf einer Fläche von 13,3 ha, das entspricht ungefähr 18 Fußballfeldern. Sie leisten zusammen 11,5 MW und ernten übers Jahr fast 11 GWh elektrische Energie, was dem Verbrauch von 3.400 Haushalten entspricht. Doch das sind Peanuts im Vergleich zu den größten Anlagen weltweit.

Derzeit ist der Solarpark Bhadla in Indien die Nummer eins auf der Liste mit 2.245 MW und einer Fläche von 57 km², das entspricht etwa 8.000 Fußballfeldern. Zulieferer von elektrischen Verbindungssystemen müssen in der Lage sein, große Mengen an Kabeln und Steckverbindern punktgenau auf die Baustelle zu liefern und auch mit Zollformalitäten zurechtzukommen.

Trend 2: Resilienz wird wichtiger

Angesichts des Kriegs in der Ukraine leistet Solarenergie einen wichtigen Beitrag zur Robustheit der Energieversorgung. Doch Resilienz hat noch weitere Facetten. Klimaexperten gehen zum Beispiel davon aus, dass sich Extremwetterereignisse in Zukunft häufen. Das hat Auswirkungen auf den Bau und die Instandhaltung von PV-Anlagen.

Die UV-Einstrahlung dürfte steigen, ebenso Windgeschwindigkeiten und Hagelniederschlag. Die Module müssen das ebenso aushalten wie die elektrischen Verbindungssysteme. Und wenn eine Anlage zerstört wird, sollte sie so schnell wie möglich wieder aufgebaut werden. Das erfordert eine Logistik, die innerhalb von Tagen, wenn nicht Stunden neue Erzeugungskapazitäten errichten kann.

Zulieferer müssen deshalb alle gängigen Komponenten zum Bau einer PV-Anlage in vielen Regionen der Welt ab Lager verfügbar haben, so dass im Notfall schnell Ersatz vor Ort ist. In der Corona-Pandemie sind viele Lieferketten zusammengebrochen. Hier sind Unternehmen mit resilienten Lieferketten im Vorteil, die auch bei den Zollformalitäten unterstützen können – wie Lapp beim Solarkraftwerk in Monte Cristi in der Dominikanischen Republik.

Trend 3: Photovoltaik wird noch effizienter

Nein, hier ist nicht der Wirkungsgrad der PV-Module gemeint, der steigt seit Jahrzehnten und erreicht immer neue Rekorde – auch in Zukunft. Vielmehr ist die Effizienz gemeint bei der Produktion, bei der Installation und bei der Entsorgung der Module.

Für monokristalline PV-Module kalkuliert man einen CO₂-Ausstoß von 35 bis 57 g/kWh, der vor allem bei der Fertigung entsteht. Dieser Wert liegt weit unter dem für fossile Energieerzeuger und sinkt beständig, auch weil Sonnenstrom den Energiemix sauberer macht und damit wiederum die Emissionen bei der Fertigung senkt. Außerdem gibt es in Europa eine Rücknahmepflicht für Solarmodule. Große Teile der Module wie Aluminiumrahmen und Glas werden recycelt.

Weitere Einsparpotenziale gibt es bei der Installation, vor allem bei großen Anlagen. Dort werden abertausende gleiche Module in immer gleichen Abständen montiert, wodurch die Monteure vorkonfektionierte Kabel der richtigen Länge verwenden können, die sie nur noch einstecken müssen. Das spart Zeit und schließt Defekte aus, die beim manuellen Konfektionieren auf der Baustelle nie ganz auszuschließen sind.

Trend 4: Netze und Speicher werden für erneuerbare Energien aufgerüstet

Wenn die Sonne nicht scheint, müssen andere regenerative Erzeuger, wie Windenergie, liefern oder Stromspeicher einspringen. Dafür gibt es dutzende Möglichkeiten, von der Speicherung in Batterien von Elektroautos über mechanische Pumpspeicher bis zum großen Hoffnungsträger Wasserstoff.

Weil das Energienetz dadurch dezentraler wird, muss dieses ausgebaut und vor allem smarter werden. Eine All Electric Society braucht daher mehr elektrische Verbindungen auf allen Netzebenen bis zum einzelnen Erzeuger und Verbraucher sowie ein Mehr an Kommunikationsverbindungen.

Trend 5: Solaranlagen werden vielfältiger

PV-Module passen nicht nur aufs Dach. In den letzten Jahren haben sich weitere Optionen entwickelt:

• Fassadenintegrierte PV: Dahinter steckt die Idee, dass ein Haus sowieso Mauern, Fenster und Dachziegel braucht und dass sich Solarzellen direkt dort integrieren lassen.

• Agri-PV: In Deutschland gibt es knapp 17 Millionen ha landwirtschaftlich nutzbare Flächen. Beispiele in anderen Ländern zeigen, dass PV-Anlagen fruchtbare Böden für schattenliebende Pflanzen erhalten können und artenreiche Biotope schaffen – und sogar Weideland für Schafe sein können.

• PV in Straßen: Hier könnten die Module in Lärmschutzwände integriert werden oder sogar als Belag in die Fahrbahn. Auf Bahnstrecken könnten Module auf die Schwellen zwischen den Schienen verlegt werden. Entsprechende Tests sind vielversprechend, doch manche Behörden tun sich schwer mit der Genehmigung.

• Schwimmende PV: Ab 2022 soll auf der indonesischen Insel Batam ein schwimmender Solarpark entstehen. Er soll 2.200 MW leisten und auf dem Duriangkang Stausee rund 16 km² bedecken. Das Fraunhofer ISE schätzt, dass in Deutschland mit Floating PV 2,74 GW wirtschaftlich zu erzeugen sind. In Frage kommen vor allem Seen aus dem stillgelegten Tagebau. Auf einem Baggersee in Weeze hat ein Kieswerkbetreiber eine 150 mal 50 m große solare Insel mit 750 kW zur Selbstversorgung zu Wasser gelassen.

Die Kabel, die in solchen Photovoltaikanlagen zum Einsatz kommen, müssen also nicht nur Wind, Wetter und UV-Strahlung aushalten, künftig werden sie vielleicht dauerhaft unter Wasser liegen (Floating PV), erhöhten Vibrationen ausgesetzt sein (PV in Schienen) oder sie müssen möglichst unsichtbar hinter einer Glasfassade verschwinden.

Verbindungssysteme aus einer Hand

Diese und weitere Trends werden den Photovoltaikmarkt in den kommenden Jahren prägen. Bei den Komponenten für Verbindungstechnik bietet Lapp ein breites Portfolio an. So stecken Verbindungssysteme für integrierte Lösungen im Bereich der Kabel- und Verbindungstechnologie in den PV-Anlagen in Schönkirchen-Reyersdorf sowie in Saemangeum.

Mit Lapp Connect bietet das Unternehmen fertig konfektionierte Leitungen zur schnelleren Installation an. Zunehmend übernimmt Lapp eine führende Rolle in der Planung und im Management großer Projekte, wie beim Bau einer Hochspannungsstraße durch die Braunschweiger Innenstadt, wo Lapp als Generalunternehmer fungiert.

Auch in anderen Bereichen der erneuerbaren Energien baut Lapp seine Kompetenzen aus, etwa in Großprojekten der Windenergie oder im Bau von Energiespeichern. Die Ausrichtung des Portfolios auf nachhaltige Branchen und die damit verbundene Projektbegleitung stärken das Angebot von Lapp, Lösungen ganzheitlich aus einer Hand anbieten zu können.