Lebensdauer von Solarparks: Wie lange dauert es ?

Was ist ein Solarpark?

Wenn von einem Solarpark die Rede ist, dann ist damit eine große Solaranlage gemeint, dieauf einer freien Fläche steht.

Was isteine Solaranlage?

Als Solaranlagebezeichnet man technische Anlagen, mit denen sich die Lichtenergie der Sonnein nutzbare Energie umwandeln lässt. Je nach Technik erzeugen dieSolaranlagen entweder Strom (Solarstrom)oder Wärme (Solarwärme):

·      Solarstromanlagen erzeugen aus derSolarenergie elektrische Energie (Strom). Sie nutzen dafür die TechnologiePhotovoltaik (PV). Deshalb werden diese Anlagen auch Photovoltaik-Anlagen oderPV-Anlagen genannt.

·      Solarwärmeanlagen erzeugen aus derSolarenergie thermische Energie (Wärme). Sie nutzen dafür die TechnologieSolarthermie (ST). Deshalb werden diese Anlagen auch Solarthermie-Anlagengenannt.

Beide Solaranlagen-Typen lassen sich sowohl auf und an Gebäuden als auch auf freien Flächen installieren.

Wichtig: Umgangssprachlich wird derBegriff Solaranlage überwiegend für Solarstromanlagen verwendet. Deshalbmeinen die meisten Menschen auch eine Solarstromanlage, wenn sie den BegriffSolarpark verwenden. Wir schließen uns dieser gebräuchlichen Begriffsverwendungan.

‍

Alternativ wird ein Solarpark auch Solarfeld,Freiflächenanlage und PV-Freiflächenanlage (PV-FFA) genannt.

Lohntsich ein Solarpark?

Ein Solarparkerzeugt Strom aus der Sonnenstrahlung, die auf die zur Anlage gehörendenSolarmodule auftrifft. Diese bestehen aus unzähligen Solarzellen – jede vonihnen wandelt die Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie um.

AlsEnergiequelle liefert die Sonne erneuerbare Energieauf die Erdoberfläche – rund um den Erdball. Und das auch noch gratis. Auch wenn dieStrahlungsintensität der Sonne dabei von Ort zu Ort variiert, reicht sie in Mitteleuropa aus, um einen Solarpark sozu betreiben, dass ersich wirtschaftlich rechnet.

Solarstrom ist eine der Säulen, auf denenunsere zukünftige, komplett erneuerbare Energieversorgung fußen wird. Erist nachhaltig, umwelt- undklimaschonend.

Für Sie als Eigentümer*in einer freien Flächeist wichtig: Wenn Sie diese Flächelandwirtschaftlich bewirtschaften, können Sie mit einem Flächenertrag zwischen 500 und 1.000 Europro Hektar (ha) rechnen. Ein Solarparkbringt Ihnen dagegen je nach Lage eine Pachtvon 2.000 Euro pro ha und mehr, wenn der damit erzeugte Strom ins Netzeingespeist und gemäß dem geltenden Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2023) nachFestpreis vergütet wird. Als Mitgesellschafter steigen Sie mit Eigenkapital inden Solarpark ein und verdienen direkt an dessen Stromerträgen. Auch das kannsich lohnen.

Sie sehen: Mit dem Solarpark lässt sich ein lukratives extra Einkommenerwirtschaften. Die Energieerzeugung kann ein rentables Standbein Ihrerwirtschaftlichen Existenz werden.

Waskostet ein Solarpark?

Die Solarparkkosten hängen von vielen Faktorenab: Größe, Lage, Technik,Nutzungskonzept – um nur einige zu nennen. Als Orientierungswertkönnen Sie 600 bis 700 Euro pro Kilowatt(kW) Leistung heranziehen – ohne Netzanschlusskosten. Ein Solarpark miteiner Nennleistung von beispielsweise 10 Megawatt (MW) kostet dann 6 bis 7Millionen Euro.

‍

Wielange hält ein Solarpark?

Die „Haltbarkeit“,also die Lebens- beziehungsweiseBetriebsdauer eines Solarparks ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Wirstellen Ihnen die wichtigsten davon im Folgenden vor:

Spoiler: Die meisten Hersteller geben Garantien von 20 bis 25 Jahren auf ihre Solartechnik. Von dieser Betriebsdauerkönnen Sie also mindestens ausgehen.

Solarpark:Lebensdauer hängt von der verbauten Solartechnik ab

Schauen wir uns als Erstes die Solartechnikeines Solarparks an: Die Solarmodulemit den Solarzellen gelten alsHerzstück der Photovoltaik-Anlage. Sie sind auf speziellen Gestellen aufgeständert, um so gen Sonne ausgerichtet werden zukönnen, dass ein Maximum an Sonnenstrahlung auf sie auftrifft. Nicht minderwichtig ist der Wechselrichter, derden von den Modulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, so dass diesereigens verbraucht oder ins Stromnetz eingespeist werden kann. Die Module sindüber Kabel mit dem Wechselrichterverbunden. Hinzu kommen diverse Solarpark-Komponenten wie Schaltvorrichtungen, darunter Freischalter für Servicearbeiten undNotabschaltungsvorrichtungen für den Brandfall, Sicherungen und Blitzschutzeinrichtungen.Nicht zu vergessen: der Solarstromspeicher.

Die Qualitätder Technik beeinflusst die Lebensdauer vom Solarpark maßgeblich: Hierbeisind die Solarzellen beziehungsweiseModule ausschlaggebend.

·      Am häufigsten kommen Module mit sogenannten kristallinenSolarzellen zum Einsatz. Diese halten 30 Jahre und länger.

·      Dünnschicht-Module mit sogenannten amorphen Solarzellen halten etwa 20 bis 25 Jahre.

·      Für die recht frisch am Markterhältlichen sogenannten organischenModule lässt sich noch keine Lebensdauer beziffern. Noch sollen sie nichtso lange halten, wie die anderen beiden Modultypen. Doch die Forschung machthier große Fortschritte, so dass sich die eher verhaltene Prognose rasch ändernkann.

Die Gestelleunter den Modulen bestehen in der Regel aus Aluminium oder Edelstahl undsind bei guter Verarbeitung 30 Jahre undlänger stabil und witterungsbeständig.

Von den oben aufgeführtenSolarpark-Komponenten sind die Wechselrichterderzeit die anfälligsten Bauteile. Im Schnitt kommen sie auf eine Lebensdauer von 15 Jahren, bevor sieausgetauscht werden müssen.

Batteriespeicher sind entweder Blei-Säure-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien. Diebeiden Batterietypen kommen auf unterschiedliche Lebenszeiten – gemessen an denjeweiligen Ladezyklen:

·      Bei Blei-Säure-Batterien können Sie von mindestens 4.000 Ladezyklen (jenach Model 10 bis 20 JahreLebensdauer) ausgehen,

·      bei Lithium-Ionen-Batterien von etwa 5.000 bis 7.000 Zyklen (bis zu 30 Jahre Lebensdauer).

Solarpark:Lebensdauer hängt von der Leistungsminderung der Solarmodule ab

Für die Lebensdauer des Solarparks spielt auchdie Leistungsminderung, sogenannteDegradation, der Solarmodule eine Rolle. Sie kann lautdem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE)

·      die Optik,

·      den Ertrag

·      und/oder die elektrischeSicherheit

der Anlage betreffen. Wie alle Bau- undWerkstoffe altern auch Solarmodule.Mit der Alterung gehen stofflicher undinfolgedessen funktionaler Verschleißund Leistungsminderung einher, wobeider Verschleiß bei hochwertigen Solarmodulen eher zu vernachlässigen ist. Aufdie Leistung ihrer Module gewährenheutzutage viele Hersteller 20 JahreGarantie, manche sogar mehr.

GestaffelteLeistungsgarantien bei Solarmodulen

Die Leistungsgarantiensind in der Regel gestaffelt: Fürdie ersten 10 Jahre garantieren die Modulhersteller Ihnen 90 Prozent desWirkungsgrades, darüber hinaus noch 80 Prozent.

Für die Degradationder Solarmodule nimmt man üblicherweise 0,5 Prozentpro Jahr an.Das würde bedeuten: Nach zehn Jahren Betriebsdauer besitzen die Solarmodulenoch immer 95 Prozent ihres Wirkungsgrades. Eine Studie des Fraunhofer ISE an44 größeren, qualitätsgeprüften PV-Anlagen, die auf Dächern in Deutschland installiertwaren, ergab eine durchschnittliche jährliche Degradation der Nennleistung beiModulen von etwa 0,15 Prozent. Wobei sich die Degradation der kristallinenModule von der der amorphen deutlich unterscheidet:

·      Erstere liegt bei 0,1 Prozent pro Jahr. Es kommthier jedoch zu einer Leistungsminderung um 1 bis 2 Prozent während der erstenTage nach Inbetriebnahme: sogenannte Anfangsdegradation. Diese ist bei derAngabe des Wirkungsgrades bereits berücksichtigt.

·      Die Anfangsdegradationvon Dünnschicht-Modulen dagegen kann in den ersten eintausend StundenBetrieb bis zu 25 Prozent betragen. Der Grund für diesen deutlichenLeistungsverlust ist der sogenannte Staebler-Wronski-Effekt, der beschreibt,dass sich amorphes Silizium unter Einwirkung von Licht verändert, wobei nochnicht ganz klar ist, warum. Hat das Dünnschichtmodul die Anfangsgradation ersteinmal hinter sich, wirkt sich der anschließende Alterungsprozess nicht mehrgroß auf seine Leistung aus.

‍

Solarpark:Lebensdauer hängt von Wartung und Instandhaltung ab

Wie jede technische Anlage muss auch einSolarpark technisch überwacht werden. Dabei geht es

·      einerseits ums Sicherstellen einesreibungslosen Betriebs (Monitoring):

Das Monitoringder Solarparks liefert kontinuierlich Leistungswerte. Es findet in der Regel inForm einer Fernüberwachung mittels moderner Sensorik vor Ort statt. BeiAuffälligkeiten können sofort geeignete Maßnahmen veranlasst werden. MancheStörungen lassen sich auch aus der Ferne beheben.

·      und andererseits um regelmäßige Inspektion und Wartungsarbeiten,gegebenenfalls auch Instandhaltungsarbeiten. Zu den häufigsten Arbeitengehören:

o  Warten,Reparieren und Austauschen von Solarparkbauteilen

o  Grünpflegeder Standortfläche oder der zugehörigen Ausgleichsflächen sowie Beweidung der Standortflächemit Schafen, Geflügel oder Bienen als Bestandteil der Grünpflege

o  Sicherheitsdienstleistungenzum Überwachen des Solarparks

o  Maßnahmenzur Kartierung der Artenvielfalt (Biodiversität)

Die alljährliche Inspektion, heute auch oft mit Hilfe von Drohnen ausgeführt, gibtAufschluss über etwaige Schäden an der Anlage, so dass umgehend Maßnahmen zuderen Behebung ergriffen werden können.

Solarpark:Lebensdauer hängt von Reinigung ab

Das regelmäßige Reinigen der Modulegarantiert maximale Ertragswerte des Solarparks. Denn Schmutz lässt wenigerLicht auf die Solarzellen, was den Solertrag mindert.

Die Angaben, mit wie vielErtragsminderung Sie bei Verschmutzung rechnen müssen, variieren je nachQuelle zwischen einstelligen und mittleren zweistelligen Prozentwerten. Der ADAC nennt eine Spanne an Einbußen von 10 bis 20 Prozentder Maximalleistung.

Die Verschmutzung der Anlage variiert mit dem Standort und den dortigenWitterungsbedingungen.

Auch die Art und Weise der Montage der Modulespielt eine Rolle dabei, wie Schmutz an ihnen haften bleibt. Besonders betroffen sind laut dem Fraunhofer ISE Solarmodule mit sehrflacher Neigung (unter 15 Grad). Oft sind demnach die untere Kante undinsbesondere die unteren Ecken der Module besonders stark verschmutzt. Mituntersiedelt sich an den Modulrändern auch Moos an.

Erfahrungsgemäß halten sich Verschmutzungauf den Modulen großer Freiflächenanlagen besonders hartnäckig,insbesondere an Standorten entlang von Autobahnen und Bahnlinien. Denn die vorbeifahrendenFahrzeuge wirbeln viel Staub und Schmutz auf. Ganz besonders hartnäckig ist derEisenabrieb beziehungsweise Bremsstaub, den der Schienenverkehr verursacht. Problematische Ablagerungen können auch aufgrund

·      örtlicher Effekte wie Laubabwurf, Vogelkot,Staub von Baustellen oder aus der Landwirtschaft, Ruß aus nahen Schornsteinen,

·      regionaler Effekte wie Pollenflug

·       oder überregionaler Effektewie Saharastaub-Ereignisse

entstehen.

Intensiver Regen reinigt die Module zwar größtenteilswieder, doch über die Jahre nehmenVerschmutzung und damit Ertragsverluste zu, schreibt das Fraunhofer ISE.Dies gilt demnach besonders in Regionen, die wegen der Klimakrise zunehmendunter langen, regenarmen Phasen leiden. Zudem sollten Sie wissen, dass der Schmutz auch die Glasoberflächeder Module angreift.

Das Fraunhofer ISE weist auch darauf hin, dasswegen der Serienverbindung derSolarzellen stark verschmutzte Teilflächen erheblich stärkere Ertragseinbußenverursachen können, als es ihrem Flächenanteil entspricht.

Ob, wann und wie oft sich eine Reinigung derModule lohnt, muss demnach wegen der Vielzahl der Einflussfaktoren imEinzelfall bewertet werden.