Die Verschattungsverluste einer Photovoltaikanlage durch Windkraftanlagen in Kombikraftwerken beträgt ein bis zwei Prozent. Das ist das Ergebnis einer gemeinsamen Studie des Reiner Lemoine Instituts und der Solarpraxis. „Das sind bessere Ergebnisse als wir vorher angenommen haben“, sagt Christian Breyer, Geschäftsführer des Reiner Lemoine Instituts gegenüber Erneuerbare Energien. Bisher ging man davon aus, dass der Schattenwurf der Windtürme auf die Solaranlage zu großen Ertragseinbußen bewirkt“, ergänzt Alexander Woitas, Leiter des Bereichs Engineering bei der Solarpraxis. „Die Studie zeigt, dass die Verschattungsverluste deutlich geringer ausfallen als erwartet, wenn man das Kombikraftwerk intelligent plant.“ Bei einer Kombination von Solarstrom- und Windkraftanlagen verdoppelt sich damit der Nutzungsgrad der bebauten Fläche. Das heißt, man kann auf der gleichen Fläche doppelt so viel Strom produzieren, als wenn man die Systeme separat auf verschiedenen Flächen baut. Insgesamt liegt die Eigenverschattung der Solaranlage bei etwa drei Prozent, da sich die Modulreihen vor allem im Winter gegenseitig verschatten. Dazu kommen jetzt nochmals ein bis zwei Prozent Verschattung durch die Windtürme.
Bisher gibt es kaum Studien
Bisher gibt es nur wenige Untersuchungen zu diesem Thema. „Sowohl die Photovoltaik- als auch die Windkraftplaner haben sich auf ihre Anlage konzentriert und die andere Technologie außen vor gelassen“, erklärt Christian Breyer. Für die Untersuchung haben die Techniker im Computer ein Kombikraftwerk nachgestellt und mit unterschiedlichen Leistungsdaten ausgestattet. Dazu nutzen sie eine normale Software, mit der Solarparks geplant werden und die Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes am Standort Potsdam. Zwar ist das kein guter Standort für eine Windkraftanlage, die Vollaststunden waren mit etwa 1.500 Stunden pro Jahr extrem gering. „Wir haben aber die Daten genommen, weil sie so hoch aufgelöst sind, wie wir es brauchten“, begründet Christian Breyer die Entscheidung. Auf der Photovoltaikseite kamen multikristalline Standardmodule zu Einsatz. Als Windkraftanlagen kam Turbinen von Enercon mit einer Leistung von 2,3 Megawatt zum Einsatz. Für die unterschiedlichen Szenarien haben sie dann die jeweiligen Daten der Stromproduktion der beiden Anlagen berechnet. „Wir haben versucht, möglichst viele Parameter abzudecken, um die Ergebnisse möglichst gut abschätzen zu können“, sagt Breyer. „Dabei konnten wir nicht jeden Effekt abbilden, aber wir können die jeweiligen Einflüsse, die wir nicht nachstellen konnten, gut abschätzen. Insgesamt ist der wirtschaftliche Effekt leicht positiv, wobei die Kosten für die Fläche nicht berücksichtigt sind.“
Einspeiseprofil wird geglättet
Der positive Effekt ergibt sich daraus, dass der Solarstromgenerator und die Windkraftanlage zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich stark Strom produzieren und ins Netz einspeisen. Dadurch kann man einen Netzeinspeisungspunkt für beide Systeme nutzen, ohne an die Grenzen der Aufnahmefähigkeit zu kommen. Im normalen Betriebsfall gibt es da keine Probleme. Da das Kombikraftwerk stetiger als separate Solarstrom- und Windkraftanlagen ins Netz einspeisen. „Das hat positive Auswirkungen auf die Netzstabilität“, erklärt der Geschäftsführer des Reiner Lemoine Instituts.
Fehlende Freiflächenförderung
Das Problem liegt jetzt noch auf der wirtschaftlichen und politischen Seite. Denn wenn man einen bestehenden Windpark um eine Solarstromanlage ergänzen will, kommt man in den Bereich der Freiflächenanlagen, die nicht mehr gefördert werden. Umgekehrt kann man einen Solarpark nur schlecht mit einer Windkraftanlage nachrüsten. Schließlich ist es logistisch kaum möglich, Windtürme in ein bestehendes Modulfeld zu stellen. Das wäre nur möglich, wenn die Windkraftanlagen am Rande der Solarstromanlage gebaut würde. Aber immerhin gingen bei der Solarpraxis schon die ersten Anfragen für die Erstellung von Ertragsgutachten ein, bestätigt Alexander Woitas. Das und „die technisch und betriebswirtschaftlich optimierte Anlagenplanung stimmen uns optimistisch, dass die verbesserte Flächen- und Infrastrukturnutzung durch Kombikraftwerke Zukunft hat“, sagt er. Außerdem soll im kommenden Jahr im Rahmen der Forschungsinitiative „Zwanzig20“ der Bundesregierung eine bestehende Photovoltaikanlage nahe Templin in Brandenburg mit Windkraftanlagen nachgerüstet werden. Solarpraxis, das Reiner Lemoine Institut und weitere Projektpartner werden dann die Ertragswerte der Pilotanlage gemeinsam auswerten. (Sven Ullrich)
