Photovoltaik Freilandanlage - Freiflächenanlage

23. September 2020
Freiflächenanlagen potenzieren den Ertrag von Photovoltaik um ein Vielfaches. Besonders für ländliche Regionen und Landwirtschaftsbetriebe bietet sich die umweltfreundliche Stromerzeugung an. Jede Photovoltaik-Freiflächenanlage ist mit einem Eingriff in die Natur verbunden. Daher geben Kommunen bevorzugt Brachflächen und landwirtschaftlich erschlossene Flächen für die Errichtung einer Freiflächenanlage frei. Zur Bewertung der in Frage kommenden Standorte werden verschiedene Kriterien herangezogen. Unterscheiden lässt sich zwischen positiven und negativen Merkmalen. Weiterhin spielen Abwägungskriterien bei der Entscheidung eine Rolle.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Christian Märtel, Redakteur www.Solaranlagen-Portal.com
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Photovoltaik Freiland: Auswirkungen auf Mensch und Umwelt

Ziel der Genehmigungsbehörden ist es, Raumnutzungskonflikte und Belastungen für die Umwelt zu vermeiden. Daneben steht eine gute Akzeptanz bei Anwohnern und Touristen im Fokus.

Häufige Einwände gegen die Errichtung einer Photovoltaik Freiflächenanlage:

  • Ungünstige Auswirkungen auf Flora und Fauna
  • Beeinträchtigung des Ortsbildes
  • Fremdkörper im Landschaftsbild
  • Einbußen der Tourismusbranche

Da durch den Aufbau einer Freilandanlage ins Landschaftsbild eingegriffen wird, muss eine Photovoltaik Genehmigung der zuständigen Baubehörde vorliegen. Laut Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) muss dafür gesorgt werden, dass Gras zwischen den Modulen regelmäßig gemäht wird. Aus Versicherungsgründen sollte zudem die PV Anlage eingezäunt und ein Blitzschutz angebracht werden. Es ist auch im Interesse des Betreibers, Konflikte im Vorfeld zu vermeiden und Bedenken von Anwohnern ernstzunehmen. Die Suche nach einem umweltverträglichen und von Anwohnern akzeptierten Standort nimmt bei der Planung Freiflächenanlage einen hohen Stellenwert ein.

Bildquelle: SMA Solar Technology AG

Kriterien für die Standortwahl

1. Positivkriterien

Die Umwidmung einer Fläche oder die Nutzung einer Brachfläche sind positive Kriterien, wenn der ökologische Nutzwert durch die Errichtung einer Freiflächenanlage steigt. Bei Auswahl einer zuvor wirtschaftlich oder militärisch genutzten Fläche spricht man von einer Konversionsfläche. Auch Böden, die auf Grund einer Schadstoffbelastung für anderweitige Nutzungen eine aufwändige Sanierung erfordern würden, eignen sich für die Errichtung einer Freiflächenanlage. Hierzu zählen etwa Mülldeponien und aufgegebene Truppenübungsplätze.

Auf landwirtschaftlich schlecht zu erschließenden Flächen lassen sich Freiflächenanlagen aufstellen, wenn eine Freigabe durch die Genehmigungsbehörde erfolgt. Da auch in diesem Fall die Auswirkungen auf das lokale Ökosystem und die Landschaft überprüft werden, ist nicht automatisch mit einer zügigen Genehmigung zu rechnen.

2. Abwägungskriterien

Bei den Abwägungskriterien werden die lokalen Gegebenheiten bewertet. Ist das Umfeld der geplanten Freiflächenanlage bereits durch gewerbliche oder der Infrastruktur dienende Bauten geprägt, sind die Auswirkungen auf Landschaft und Ökosystemeher gering. Im Umfeld von Verkehrsnebenflächen, Windrädern, Hochspannungsleitungen und Autobahnen ist bei der Beantragung einer Freiflächenanlage mit einer wohlwollenden Bewertung zu rechnen. Ungünstig wirken sich geringe Abstände zu Landschaftsschutzgebieten und Erholungsgebieten aus. Auch die Nähe zu Überschwemmungsgebieten und Renaturierungräumen ist kritisch zu bewerten.

3. Negativkriterien

Während die Abwägungskriterien Freiräume in der Bewertung zulassen, schließen Negativkriterien die Genehmigung einer Freiflächenanlage aus. Die Negativkriterien umfassen vier Kategorien:

Landschaftsschutz

Natur- und Artenschutz

Schutz von Boden, Wasser, Luft und Kultur

Siedlungsflächen

Erholungsgebiete

Tourismus und Bebauung

Landschaftsbild

Naturschutzgebiete

FFH-Gebiete (Fauna-Flora-Habitat)

Vogelschutz

Naturdenkmäler

Biotope

Artenschutzgebiete

Kompensationsflächen

Grünland (Lebensräume und Kohlenstoffsenken)

Moorgebiete und Feuchtgebiete

Überschwemmungsgebiete

Wasserschutzgebiete

Baudenkmäler

in Planung

im Bau

erschlossen

Aufbau einer Photovoltaik Freilandanlage

Die Photovoltaik Module werden auf Metallgestellen angebracht (Aufständerung) und in langen parallelen Reihen aufgestellt. Der erzeugte Strom wird in Wechselstrom umgewandelt und in Trafohäuschen gebündelt. Bei der Planung einer Freilandanlage sollte sollten darauf geachtet werden, dass ausreichend Abstand zwischen den einzelnen Reihen besteht, da die Module sonst gegenseitig Schatten aufeinander werfen ( Verschattung) und die Leistung reduzieren. Hier besteht die Möglichkeit, ein Nachführsystem anzubringen, welches die Module immer am Verlauf der Sonne ausrichtet. Dadurch wird der Ertrag der Photovoltaikanlage im Vergleich zu einer festinstallierten Anlage gesteigert. Allerdings ist die Installation eines solchen Systems sehr kostspielig.

Aufstellung einer PV Freiflächenanlage

Die Solarpaneele einer Freiflächenanlage werden aufgeständert. Hierbei sind der Neigungswinkel und die Himmelsrichtung zu beachten. Bei der Planung ist auf eine ausreichende Hinterlüftung der Solarmodule zu achten. Bei Unterkonstruktion und Kabelverlegung sind die topographischen und geologischen Gegebenheiten zu beachten. Diese Entscheidung erfordert oft eine Geländebegehung.

Mit Nachführungssystemen lassen sich Solarmodule optimal zum Sonnenstand ausrichten. Einfache Systeme bieten eine einachsige Nachführung an, während aufwändige Nachführsysteme die Solarmodule in zwei Achsen schwenken.Der Aufwand für die Nachführung verteuert die Anlage, doch da sich die Leistung mit einem Nachführungssystem um 25 bis 30 Prozent steigern lässt, kann sich der konstruktive Aufwand auf Dauer bezahlt machen.

Unabhängig davon, ob sich der Betreiber für statische oder dem Sonnenstand nachgeführte Module entscheidet – eine gegenseitige Verschattung der Paneele ist in jedem Fall zu vermeiden.

Laut Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) muss dafür gesorgt werden, dass zwischen den Modulen regelmäßig gemäht wird. Aus Versicherungsgründen sollte die Anlage zudem eingezäunt und ein Blitzschutz angebracht werden.

Wechselrichter für Freiflächenanlagen

Für Freiflächenanlagen kommen ausschließlich Zentralwechselrichter oder Multistring-Wechselrichter zum Einsatz – Modulwechselrichter sind auch bei kleineren Freiflächenanlagen unwirtschaftlich. Im Zuge der Planung ist der Standort für die Trafostation und weitere elektrotechnische Installationen zu bestimmen.

Leistung einer Photovoltaik Freiflächenanlage

Pro Hektar und Jahr erzeugt eine Photovoltaik Freilandanlage 400.000 bis 500.000 Kilowattstunden Strom. Mit einer Nutzungsdauer von 30 bis 40 Jahren sind Freiflächenanlagen sehr langlebig, da über die Jahre kein mechanischer Verschleiß entsteht. Eingeschränkt gilt dies auch für Anlagen mit Nachführungssystemen.

Kosten einer Photovoltaik Freiflächenanlage

Die Preise für Solarmodule und für die Aufstellung einer Freiflächenanlage benötigtes Equipment sind in den vergangenen Jahren stark gefallen. Die Höhe der Investitionssumme wird beeinflusst durch:

  • Anlagengröße
  • Solarmodule
  • Nachführungsmechanik
  • Wechselrichter

Leistungsfähige Komponenten – Module mit monokristallinen Solarzellen und 2-Achsen-Nachführung – steigern den Anschaffungspreis. Dies kann sich durch die erzielte höhere Leistung über die Jahre amortisieren. Bei den Montagekosten schlagen Material- und Personalkosten zu Buche. Insgesamt lässt sich sagen, dass der Preis pro installiertem Kilowatt Peak mit zunehmender Größe der Anlage fällt.

Vergütung und Ausschreibungsverfahren:

Für Photovoltaik Freiflächenanlagen mit einer Leistung unter 750 kWp wird nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) eine feste Vergütung ausgeschüttet. Für Anlagen oberhalb dieser Leistung muss sich der Betreiber an einem Ausschreibungsverfahren beteiligen und den erzeugten Strom vollständig in das öffentliche Netz einspeisen. Da die Förderhöhe erst im Zuge der Ausschreibung ermittelt wird, bestehen für den Betreiber hier höhere kalkulatorische Risiken. Wegen der besseren Planungssicherheit entscheiden sich die meisten Investoren für Anlagen bis 750 kWp.

Fachbetriebe vor Ort beraten Sie gern zu Photovoltaik als Freilandanlagen.

Welche Solarzellen-Technologie ist für Freiflächenanlagen zu empfehlen?

Solarmodule mit monokristallinen Zellen erzeugen die höchste Leistung und punkten mit einem guten Diffuslichtverhalten – günstig für mitteleuropäische Breitengrade. Da bei diesen Modulen die Peak Leistung mit steigender Außentemperatur sinkt, produzieren sie den meisten Strom im Frühsommer. Soll eine Freiflächenanlage zwischen dem 20. und 40. Breitengrad aufgestellt werden, sind wegen des besseren Temperaturkoeffizienten polykristalline Zellen die bessere Wahl.

Welcher Zeitpunkt entscheidet über den Vergütungsanspruch (z.B. bei einer Verlegung der Autobahn etc.)?

Wenn Autobahnen oder Schienenwege nachträglich in ihrem Verlauf geändert werden, hat dies keinen Einfluss auf den Vergütungsanspruch für eine Photovoltaikanlage, die ursprünglich in einem Abstand von 110m zum Fahrbahnrand bzw. zum Gleisbett errichtet worden ist.

Wird ein Bebauungsplan bei Freiflächenanlagen immer erforderlich?

Die Photovoltaikanlage muss entweder im Bereich eines beschlossenen Bebauungsplans im Sinne des §30 Baugesetzbuch errichtet werden oder auf einer Fläche errichtet werden, für die ein Verfahren nach §38 Satz 1 des Baugesetzbuchs durchgeführt wurde.

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