Solarfassade

Solare Freiflächenanlagen

Sind Freiflächenanlagen mit Sonnenkollektoren wirtschaftlich? Beeinträchtigen sie Flora und Fauna? Was sind geeignete Flächen für diese Anlagen? Hier finden Sie die wichtigsten Infos rund um solare Großanlagen auf Freiflächen, die Fernwärme und Industriebetriebe versorgen.

Was ist eine Freiflächenanlage für Solarwärme?

Unter Freiflächenanlagen versteht man bodenmontierte Sonnenkollektoren, meist ab einer Kollektorfläche von 500 m² (entspricht einer Spitzenleistung von 350 kW Wärme). Eine 500 m² Solaranlage braucht eine Bodenfläche von mindestens 1.000 m², da Kollektorabstände (Verschattung), Servicewege, Abstände zu Grundstücksgrenzen, etc. eingehalten werden müssen. Der Wärmeertrag einer solchen Anlage liegt bei 200 – 300 MWh pro Jahr, wobei die Kollektoren zwischen 35 und 40 Grad aufgestellt nach Süden ausgerichtet werden.

Solare Fernwärme-Anlage in St. Ruprecht (Fotoquelle: Gasokol)

Warum werden Anlagen auf der Freifläche und nicht auf Dächern errichtet?

Sind geeignete Dachflächen vorhanden, werden Dachflächen bei der Planung von Solaren Großanlagen bevorzugt genutzt. Allerdings dringen Solare Großanlagen in immer größere Dimensionen vor, wofür eine Dachfläche oft nicht mehr ausreicht. Die größten solaren Fernwärmeanlagen wie Friesach, Mürzzuschlag oder HELIOS in Graz haben eine Kollektorfläche von einem halben Hektar, das ist am Dach nicht mehr machbar. Der Bau von großen Solaranlagen ist aber essentiell für eine sichere Versorgung mit sauberer Wärme und die Erreichung der Klimaziele. Die Frage, ob Dachflächen oder Freiflächen genutzt werden sollen, ist daher kein „Entweder-oder“, sondern ein „Sowohl-als auch“.

Sind Freiflächenanlagen für Solarwärme wirtschaftlich?

Aufgrund von Skaleneffekten nehmen die Errichtungskosten stark mit der Anlagengröße ab. Die Auswertung der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energie (IRENA) zeigt, dass die spezifischen Investitionskosten von solaren Großanlagen in den letzten zehn Jahren um mehr als die Hälfte gesunken sind. Ein entscheidender Faktor für die Wirtschaftlichkeit von Freiflächenanlagen sind die Kosten für das Grundstück (Erwerb oder Pacht) und die Beschaffenheit des Untergrundes (ob Kollektorfeldmontage rasch und kostengünstig mittels Rammprofilen im Boden erfolgen kann, die einfach rückgebaut werden können). In der Praxis zeigen solare Freiflächenanlagen, dass Anlagen über 5.000 Quadratmeter mindestens 20 Jahre lang Wärme um 5 Cent pro kWh liefern können. Es gibt Fördermöglichkeiten auf Landes- und Bundesebene, welche die Wirtschaftlichkeit erhöhen. Die Lebensdauer von solaren Großanlagen liegt laut der Internationalen Energieagentur bei 25 Jahren, wobei die Anlagen in der Praxis meist deutlich länger laufen. Solare Großanlagen liefern damit über Jahrzehnte stabile und günstige Wärmepreise, was sonst kein Energieträger bieten kann.

Diagramm zeigt die Kostenkurven für schlüsselfertige Solarsysteme mit Kurzzeitspeicher
Je größer die Anlage, desto kleiner die Kosten pro Quadratmeter (Quelle)

Was sind geeignete Flächen für solare Großanlagen?

Bei Freiflächenanlagen für Solarwärme werden grundsätzlich vorbelastete bzw. nutzungseingeschränkte Flächen bevorzugt, wenn diese in ausreichender Größe und geeigneter Lage (Nähe zu Wärmenetzen und Großverbrauchern) vorhanden sind. Beispiele für solche Flächen sind:

  • Alte Deponieflächen (nach naturschutzfachlicher Prüfung, da fallweise Rückzugsraum für die Natur)
  • Wasserschutzgebiete
  • Industriebrachen, nicht-öffentliche und nicht-überbaute Parkplätze, Verkehrsflächen, Lagerplätze auf Liegenschaften, die kein öffentliches Gut sind
  • Abbaugebiete wie ehemalige Schottergruben oder Steinbrüche (z.B. für Großspeicher)
  • Flächen nahe von Hochspannungs-Leitungen

Stehen solche Flächen nicht ausreichend zur Verfügung, können auch Grünland oder Landwirtschaftsflächen in Abstimmung mit der Bezirkshauptmannschaft und der Gemeinde in Flächen für Energiegewinnung umgewidmet werden. Dafür sind Bewilligungen des Naturschutzes und Landschaftsschutzes einzuholen. Eine Betriebsanlagengenehmigung braucht es in jedem Fall.

Solare Großanlage HELIOS am Grundstück der Altdeponie Köglerweg in Graz, mehrere Ausbaustufen, insgesamt 4,2 MW Wärmeleistung (6.000 m² Kollektorfläche) (Quelle: AEE INTEC)

Müssen Freiflächenanlagen direkt beim Wärmenetz errichtet werden?

Freiflächenanlagen werden immer in räumlicher Nähe zur Heizzentrale und dem Wärmenetz errichtet, um Kosten und Energieverluste der Transportleitung zu reduzieren. Je mehr Leistung das Wärmenetz allerdings hat, um größer kann die Distanz zum Kollektorfeld sein, da der Anteil der Verluste immer weniger ins Gewicht fällt. Bei einer Netz-Spitzenleistung von über 20 MW (etwas mehr als die Anschlussleistung im Fernwärmenetz Mürzzuschlag) kann die Kollektorfläche bis zu 5 Kilometer außerhalb der Stadt errichtet werden.

Distanzregeln für Kollektorfelder zum Wärmenetz je nach Wärmenetz-Anschlussleistung

Wird bei Freiflächenanlagen der Boden versiegelt?

Freiflächenanlagen werden ohne die Versiegelung des darunterliegenden Bodens errichtet. Die Kollektoren werden auf einer Unterkonstruktion montiert, die auf Stehern aus Metall aufgeständert ist. Diese Steher werden punktuell in den Boden eingeschlagen, der restliche Boden bleibt unberührt (nur Deponiegrundstücke bilden die Ausnahme, weil der Boden nicht durchgehend fest genug ist). Sollte die Solaranlage einmal in der Zukunft abgebaut werden müssen, werden die Steher aus dem Boden gezogen, zurück bleiben einfache Löcher im Boden, die wieder mit Erde verschlossen werden.

Auf der Freifläche aufgestellte Rammprofile (Steher) als Unterkonstruktion für Sonnekollektoren für eine Solare Großanlage
Reihe der in den Boden geschlagenen Steher für eine Freiflächenanlage (Quelle: Meriaura Energy/Savosolar)

Werden Insekten, Hasen, Fasane usw. durch die Freiflächenanlage gestört?

Bei Freiflächen für Solarwärme wird ein ökologisches Gesamtkonzept erarbeitet. Das Ziel ist, die Freifläche mit den Sonnenkollektoren als sogenannte Biodiversitätsfläche zu nutzen. In der Praxis wurde bei Freiflächen beobachtet, dass sich für Pflanzen und Tiere unter den Kollektoren und zwischen den Kollektorreihen sehr günstige Lebensbedingungen einstellen. Vor allem Bienen, Schmetterlinge und andere Insekten finden hier reichliche Lebensräume und viele Kleintiere (Fasane, Hasen,…) finden unter den Kollektoren Unterschlupf und richten sich Nistplätze und Rückzugsräume ein. Statt zwischen den Kollektorreihen zu mähen werden oft Schafe eingesetzt, um das Gras kurz zu halten. Das ökologische Gesamtkonzept bildet einen integralen Bestandteil der Anlagenplanung und orientiert sich an naturschutzrechtlichen und artenschutzrechtlichen Vorgaben.

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