{"id":7278,"date":"2022-02-13T14:46:00","date_gmt":"2022-02-13T13:46:00","guid":{"rendered":"http:\/\/klima-fakten.net\/?p=7278"},"modified":"2023-03-26T21:39:22","modified_gmt":"2023-03-26T20:39:22","slug":"flaechenverbrauch-der-photovoltaik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/klima-fakten.net\/?p=7278","title":{"rendered":"Fl\u00e4chenverbrauch der Photovoltaik"},"content":{"rendered":"
\"image_print\"<\/a><\/div>\n\n\n

Um den Fl\u00e4chenverbrauch f\u00fcr photovoltaische Energiegewinnung realistisch abzusch\u00e4tzen, gehen wir von den existierenden PV-Anlagen in Deutschland aus. Nach den Informationen des Fraunhofer Instituts<\/a> wurden 2020 in Deutschland durchschnittlich 926 kWh pro installiertem kWp<\/strong> erzielt (50 TWh bei 54 GWp installierter Leistung), das sind durchschnittlich 10,5% der installierten PV-Leistung. Ein g\u00e4ngiges Modul mit 1,7 m2<\/sup> Fl\u00e4che hat aktuell die Leistung 345-400 Wp. Pro m2<\/sup> Kollektorfl\u00e4che ergibt sich demnach eine erwarteter Jahresertrag von 188-218 kWh. Verteilt auf die 8766 Stunden des Jahres ergibt sich also ein theoretischer Durchschnittsertrag von 21,4-24,9 \"\frac{W}{m^2}\"<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Diese \u00dcberlegungen beziehen sich auf die aktive Kollektorfl\u00e4che. Die Landnutzungsfl\u00e4che ist um mindestens einen Faktor 2 gr\u00f6\u00dfer, weil die Kollektoren zur besseren Ausbeute schr\u00e4g gestellt werden und demzufolge zur Vermeidung von Abschattung entsprechende Abst\u00e4nde bleiben m\u00fcssen. Solange die Solarkollektoren auf D\u00e4chern montiert sind, spielen diese \u00dcberlegungen eine untergeordnete Rolle, aber bei Freilandanlagen entsteht auch bei Solaranlagen das Problem des Fl\u00e4chenverbrauchs. Demzufolge kann bei einer gro\u00dffl\u00e4chigen Anlage in unseren Breitengraden h\u00f6chstens von einem Durchschnittsertrag von 10,7-12,5 \"\frac{W}{m^2}\"<\/strong> Bodenfl\u00e4che ausgegangen werden.<\/p>\n\n\n\n

An dem konkreten realen Solarparkprojekt<\/a> in Werneuchen, Brandenburg, lassen sich diese Werte \u00fcberpr\u00fcfen:<\/p>\n\n\n\n

Nach Herstellerangaben werden auf 164 ha 465 000 Module mit einer gesamten installierten Leistung von 187 MW gebaut <\/strong>(pro Modul 402 W installierte Leistung, also modernste Hochleistungsmodule). Ein Modul mit \"1.7 m^2\" Fl\u00e4che beansprucht demnach etwa \"3.5 m^2\" Bodenfl\u00e4che, etwas mehr als die doppelte Modulfl\u00e4che. Der Boden-Fl\u00e4chenbedarf f\u00fcr 1kW installierte Leistung ist also \"8.8 m^2\". <\/strong>
Nach der oben beschriebenen offiziellen Stastistik des Fraunhofer Instituts \u00fcber die gesamte solare Stromproduktion in Deutschland ergibt sich ein erwarteter Ertrag von 926 kWh\/Jahr f\u00fcr jedes installierte kW<\/strong>, das ist ein durchschnittlicher Ertrag (der aber nicht gleichm\u00e4\u00dfig verteilt anf\u00e4llt) von etwa 106 Watt f\u00fcr jedes installierte kW. Um 1 kW mittlerer Dauerleistung zu erzeugen, m\u00fcssen also 9.5 kW physisch installiert werden, mit einem Boden-Fl\u00e4chenbedarf von \"83.6 m^2\"<\/strong>. F\u00fcr das volatile \u00c4quivalent eines nicht-volatilen, grundlastf\u00e4higen AKW mit 1.5 GW Leistung werden demnach 125 \"km^2\" Bodenfl\u00e4che ben\u00f6tigt. <\/p>\n\n\n\n

L\u00f6sung der Volatilit\u00e4t durch Speicherung <\/h4>\n\n\n\n

Die durchaus signifikanten Verluste der kurzfristigen (Tag\/Nacht) Speicherung mit Batterien (etwa 10% bei max. 1 Tag Speicherung) sollen in dieser groben Betrachtung vernachl\u00e4ssig werden. Realistisch k\u00f6nnen bei mehrt\u00e4giger Speicherung aufgrund der Leckstr\u00f6me nur 60-75% der eingesetzten Energie wieder gewonnen werden. F\u00fcr eine langfristige Energiespeicherung kommen Batterien aus Material- und Kostengr\u00fcnden ohnehin nicht in Frage.
Wenn ein Anteil der solar erzeugten Energie \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum, also chemisch gespeichert werden mu\u00df, ist aufgrund der Wandlungsverluste nach Wasserstoff und ggf. Methan mit einem deutlich h\u00f6heren „Prim\u00e4rverbrauch“ an Energie zu rechnen. <\/strong>
Vereinfachend gehe ich von der Annahme eines – f\u00fcr die Herstellung und Wieder-Verstromung von Methan realistischen – Wirkungsgrades von 25% aus, mit dem 1\/4 der zu erzeugenden Energie \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum gespeichert werden mu\u00df, w\u00e4hrend 3\/4 der Jahresenergie direkt oder mit kurzfristiger Batteriespeicherung verbraucht wird. Dies f\u00fchrt in der Summe zum 1.75-fachen Prim\u00e4rverbrauch. Die zus\u00e4tzlichen 75% sind der Preis f\u00fcr die „Grundlastf\u00e4higkeit“. <\/p>\n\n\n\n

Demzufolge hat jedes kW an saisonbereinigter, grundlastf\u00e4higer Dauerleistung einen Boden-Fl\u00e4chenbedarf von \"146 m^2\". <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das \u00c4quivalent von einem grundlastf\u00e4higen AKW der Leistung 1.5 GW beansprucht demnach eine Landfl\u00e4che von etwa \"220 km^2\", oder 147 \"km^2\" Landverbrauch f\u00fcr jedes GW grundlastf\u00e4higer PV-Energie. <\/p>\n\n\n\n

Die aktuelle Planung der Energiewende sieht einen Ausbau der Solarenergiegewinnung mit einer gesamten installierten Leistung von 200 GW vor. Das bedeutet einen Gesamtfl\u00e4chenbedarf von 1760 \"km^2\"<\/strong>, etwa 0,5% der Gesamtfl\u00e4che Deutschlands bzw. knapp 1% der landwirtschaftlichen Nutzfl\u00e4che. Der durchschnittliche volatile Ertrag davon sind etwa 21 GW, bei Ber\u00fccksichtung von kurz- und langfristiger Speicherung zum Ausgleich der Volatilit\u00e4t verbleiben noch 12 GW grundlastf\u00e4hige Leistung, gerade mal 20% der aktuell ben\u00f6tigten elektrischen Energie von durchschnittlich 57 GW<\/a>.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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