Aus der Gesellschaft wird der Ruf lauter: Die Politik muss mehr tun für den Klimaschutz. Ein wichtiger Baustein der Energiewende ist unbestritten die Photovoltaik, also die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Schon heute steuert Photovoltaik einen beträchtlichen Anteil zum Energiemix bei. Ende 2020 waren in Deutschland PV-Module mit einer Nennleistung von 54 GW installiert, verteilt auf zwei Millionen Anlagen. 2020 erzeugten diese 50,6 TWh und damit 9,6 % des Brutto-Stromverbrauchs in Deutschland. An sonnigen Tagen deckt PV-Strom zeitweise sogar zwei Drittel des momentanen Stromverbrauchs. Dank 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. Aus diesen Fakten ergeben sich folgende Trends:
Solar-Projekte werden immer größer
Durch die geringeren Erzeugungskosten sind Großanlagen preislich im Vorteil. Der Blick nach Österreich zeigt: Nicht nur Skaleneffekte bei den Kosten sprechen für immer größere Anlagen; mit kleinen Anlagen lassen sich schlicht die ambitionierten Ausbauziele des Landes nicht erreichen. Österreich setzt deshalb 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 Hektar, das entspricht ungefähr 18 Fußballfeldern. Sie leisten zusammen 11,5 Megawatt und ernten übers Jahr fast 11 Gigawattstunden elektrische Energie, was dem Verbrauch von 3.400 Haushalten entspricht.
Doch das sind Peanuts im Vergleich zu den größten Anlagen weltweit. Das Saemangeum-Projekt in Süd-Korea hat drei PV-Parks mit jeweils 99 MW Spitzenleistung errichtet. Fast monatlich überschlagen sich die Rekorde. Derzeit ist der Solarpark Bhadla in Indien die Nummer 1 auf der Liste mit 2245 MW und einer Fläche von 57 Quadratkilometern, das entspricht etwa 8000 Fußballfeldern.
Resilienz wird wichtiger
Die Flut im Westen Deutschlands Mitte Juli dürfte nur ein Vorgeschmack gewesen sein: Klimaexperten gehen 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 aufbauen kann. Das gleiche gilt für Naturkatastrophen wie Erdbeben oder Vulkanausbrüche.
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. So gibt es derzeit in der PV-Branche Engpässe bei der Lieferung der Module, aber auch bei Zubehör wie Modulgestellen oder elektronischen Bauteilen für die Wechselrichter. Hier sind Unternehmen mit resilienten Lieferketten im Vorteil, die auch bei den Zollformalitäten unterstützen können.
Photovoltaik wird effizienter
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 Gramm pro Kilowattstunde, 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.
Netze und Speicher werden für erneuerbare Energien aufgerüstet
Wenn die Sonne scheint, deckt Photovoltaik schon heute in Deutschland bis zu zwei Drittel des momentanen Stromverbrauchs. Bei schlechtem Wetter 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.
Solaranlagen werden vielfältiger
Entweder aufs vorhandene Dach oder auf die Wiese – das waren bisher die Optionen beim Bau von PV-Anlagen. Doch Hausdächer gibt es nur begrenzt und auf Freiflächen konkurriert die Solarstromgewinnung mit anderen Nutzungsarten. In den letzten Jahren haben sich einige 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 Hektar 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 2200 MW leisten und auf dem Duriangkang Stausee rund 16 Quadratkilometer 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 Meter 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.
LAPP ist gut aufgestellt
Diese und einige weitere Trends werden den Photovoltaikmarkt in den kommenden Jahren prägen. LAPP ist dafür gut gerüstet. Bei den Komponenten für Verbindungstechnik bietet das Unternehmen ein breites Portfolio an. So stecken Verbindungssysteme von LAPP in den PV-Anlagen in Schönkirchen-Reyersdorf sowie in Saemangeum. Auch im größten Solarpark der Dominikanischen Republik und in großen Solaranlagen in Südafrika kommen die Kabel des Weltmarktführers für Verbindungstechnologie zum Einsatz. Mit LAPP Harnessing Solutions bietet das Unternehmen fertig konfektionierte Leitungen zur schnelleren Installation an, die vor Ort durch die Monteure nur noch eingesteckt werden müssen.
Doch nicht nur mit dem Produktportfolio, auch mit ihrer just-in-time Baustellenlogistik ist LAPP ein gefragter Partner und mit globalen Lieferprozessen auf weltweite Nachfragen eingestellt. Zunehmend übernimmt das Unternehmen eine führende Rolle in der Planung und im Management großer Projekte, wie beim Bau einer Hochspannungstrasse 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.
Video: © Solarkabel und Photovoltaik-Verkabelungen von LAPP
