Photovoltaik-Projekte mit FAVEOS als starkem Partner
von der Standortsuche bis zur technischen Planung
Die Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen ist Thema dieses Beitrags. Dabei wollen wir in diesem Beitrag nur die ersten Phasen der Projektentwicklung beleuchten und den Blick hierbei insbesondere auf die Standortfrage, die Genehmigung und die technische Auslegung von Photovoltaikanlagen legen. Die weiteren Phasen Baurealisierung, Betrieb sowie Wartung / Service betrachten wir in einem der nächsten Beiträge.
Eine Photovoltaikanlage wandelt bekanntlich Sonnenlicht über den photovoltaischen Effekt in elektrische Energie. Um hierbei möglichst effektiv die Sonnenenergie einzufangen und in Strom zu wandeln, ist der Standort einer Photovoltaikanlage von sehr wichtiger Bedeutung. Im Kern geht es bei der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen unter anderem um die folgenden Fragen:
- Wie hoch ist die zu erwartende Globalstrahlung am Standort?
- Wo können Abschattungen auftreten?
- Wie soll die Photovoltaikanlage ausgerichtet werden (Süd oder Ost-West bzw. ggf. auch als nachgeführtes System?
- Wie weit ist der nächste (geeignete) Netzanschluss entfernt?
- Ist dieser Netzverknüpfungspunkt aus Sicht des Energieversorgers auch technisch realisierbar?
- Soll es eine konventionelle Freiflächen-PV-Anlage werden oder eine Agri-PV-Anlage?
- Können die Flächen mit einem Pachtvertrag vertraglich gesichert werden?
- Wie sieht es mit der Wirtschaftlichkeit des Projektes am gewählten Standort aus?
- Welche Software kann für Ertragssimulationen genutzt werden?
Planungsrechtliche Voraussetzungen
bei der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen
Bevor es in planungsrechtliche Schritte geht, ist bei der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen zunächst die Frage der vertraglichen Flächensicherung zu klären. Hierbei geht es darum, ob die vorgesehenen Flächen mit einem Nutzungsvertrag über 20 Jahre (oder auch 30 Jahre) für das Projekt gesichert werden können? Ebenfalls sollte frühzeitig in diesem Stadium eine Anfrage beim Netzbetreiber gestellt werden, wo der nächste geeignete Netzverknüpfungspunkt ist und welche Kosten hiermit einhergehen. Erfahrungsgemäß können bereits in diesem frühen Projektstadium Rahmenbedingungen auftreten, die ein Projekt unwirtschaftlich machen können!
Wenn diesbezüglich positive Rückmeldungen vorliegen, kann der eigentliche planungsrechtliche Prozess der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen gestartet werden. Hierbei ist wichtig zu wissen, dass die Zulässigkeit einer Freiflächen-PV-Anlage NICHT davon abhängt, ob die Flächen nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütungsfähig sind oder ob eine Baugenehmigung erforderlich ist. Die entscheidende Frage ist, auf welchen Flächen eine Freiflächen-PV-Anlagen planungsrechtlich errichtet werden darf. Diese Frage wird ausschließlich im Bauplanungsrecht (BauGB) beantwortet, wo die gesetzlich begründete abstrakte „Flächennutzungserlaubnis“ geregelt ist. Diese wird dann ggf. weitergehend in einem gesonderten Genehmigungsverfahren geprüft.
Planungsebenen bei der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen
Hinsichtlich der “Flächennutzungserlaubnis” für eine Freiflächen-Photovoltaik-Anlage spielen verschiedenen Planungsebenen eine Rolle. Diese beginnen bei der Landesplanung, gehen über die Regionalplanung bis hin zu Flächennutzungsplänen und Bebauungsplänen. Im Endeffekt ist für Freiflächen-PV-Anlagen die Aufstellung eines Bebauungsplanes (B-Plan) notwendig, der aus dem Flächennutzungsplan entwickelt wird. Wichtig zu wissen hierbei: Die Bauleitplanung ist immer ergebnisoffen! Das bedeutet: Es besteht kein Anspruch auf die Aufstellung von Bauleitplänen. Mit anderen Worten: Jedes Bauleitverfahren beinhaltet Risiken bis hin zum Abbruch!
Grundsätzlich bedarf es bei Freiflächen-PV-Anlagen ab einer Größe von 9 m x 3 m einer Baugenehmigung. Da das Baurecht den einzelnen Bundesländern obliegt, variieren hier die Prozesse. Wichtig hierbei: mit dem Bauantrag muss nicht gewartet werden, bis das B-Plan-Verfahren vollständig abgeschlossen ist. Vielmehr kann der Bauantrag gestellt werden, wenn die Stellungnahmen in der Entwurfsphase 2 eingegangen sind und es absehbar wird, dass der B-Plan “Planungsreife” besitzt und nur noch beschlossen werden muss. Wenn die Baugenehmigung vorliegt, ist ein erster, wichtiger Teilabschnitt der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen erreicht!
Weitere Informationen zu PV-Anlagen
Freiflächen-PV
Die Energiewende gemeinsam gestalten mit Freiflächen-PV!
Agri-PV
Doppelte Flächennutzung durch Solarenergie und Landwirtschaft
Technische Projektplanung
Solarmodule, Wechselrichter & Co.
Die technische Projektplanung spielt im Rahmen der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen eine zentrale Rolle. Hierbei geht es um die konkrete Auslegung eines Solarparks von der Auswahl der Solarmodule und Wechselrichter über geeignete Unterkonstruktionen (mit der gewünschten Ausrichtung zur Sonne) bis hin zum individuellen Verkabelungskonzept, Trafostationen und dem Netzanschluss. Folgende Fragen stellen sich beispielsweise im Rahmen der technischen Projektplanung:
- Auswahl geeigneter Solarmodule:
- Monokristalline Silizium-Zellen oder Polykristalline Silizium-Zellen
- Monofaziale oder Bifaziale Solarmodule (bifazial = Sonnenlicht wird auch auf Modulrückseite in Strom gewandelt)
- Leistung und Größe der Solarmodule (z.B. Fragestellung: Maximale Flächenleistung oder maximaler Modulwirkungsgrad?)
- Auswahl der passenden Wechselrichter und eines geeignete Kabelkonzeptes:
- Größe der Wechselrichter (Süd bis 125%, Ost-West bis 150%)
- Konzept dezentral (bis ca. 350 kVA)) oder zentral (bis ca. 8.800 kVA)?
- Verschaltung Solarmodule: z.B. Home Run (kurze Wege zwischen Modulen) oder Leap Frog (Rückleitung vom letzten Modul entfällt)
- Kabelauslegung für maximalen Strom / Querschnitt der String-Kabel (z.B. 4 mm oder 6 mm)
- Steckverbindungen ausschließlich mit kompatiblen Steckern
- Verlegung der Kabel (im Rohr im Boden oder in Rohr an Luft oder in Luft?)
Montagesysteme, Netzanschluss und Logistik
- Auswahl geeigneter Montagesysteme (z.B. Unterkonstruktion) und Ausrichtung der Module:
- Feste Ausrichtung nach Süd oder Ost-West oder flexible Nachführung mit Solartrackern?
- Neigung der Solarmodule
- Modulanordnung (z.B. 3-reihig Portrait)
- Fundamentierung (Rammfundamant, Betonfundamant, Gabionen)
- Bei bifazialen Modulen: “Pitch” beachten (Abstand zwischen den Modulvorderseiten [wichtig für Abschattung])
- Trafostationen und Netzanschluss:
- Drei wesentliche Bereiche: Niederspannungsanschluss, MS-Transformator, MS-Schaltanlage
- Verfügbarkeiten prüfen: Aktuell haben Trafostationen sehr lange Lieferzeiten
- Ausführung Trafostationen: Betonkompaktstation oder Stahlcontainer?
- Netzverknüpfungspunkt klären und sichern
- Mittelspannungsebene im Solarpark 20 KV oder 30 kV?
- Logistische Planung für die spätere Bauabwicklung:
- Zuwegung für Schwerlastverkehr vorhanden?
- Können mehrere LKW an einem Tag abgefertigt werden?
- Müssen LKW rückwärts aus der Baustelle fahren?
- Sind Zwischenlagerungen möglich (z.B. für Solarmodule und Unterkonstruktionen)?
Wir haben hier nur einige relevante Fragestellungen aufgeführt. Im Detail sind bei der Projektentwicklung von Photovoltaikanlagen sehr viele weitere Punkte zu beachten. Die technische Projektplanung eines Solarparks ist sicherlich keine “Raketenwissenschaft”, aber der Teufel liegt dennoch oft in kleinen Details. Hier ist es wichtig, die richtigen Komponenten auszuwählen und miteinander zu kombinieren.
Ebenfalls sollte darauf geachtet werden, dass erfahrenes Montagepersonal die Installationen vornimmt. Denn gerade die kleinen Fehler – beispielsweise bei der Verklemmung von Modulen oder bei der Kabelverlegung – können später sehr teuer werden. Und das sollte grundsätzlich vermieden werden!