Strom vom Dach

Das Engagement für mehr Nachhaltigkeit liegt seit Jahren im Trend. Aber nicht nur deshalb ist es sinnvoll, sich Gedanken zu machen, ob die eigenen Dachflächen auf dem Betrieb mit Photovoltaik-Modulen bestückt werden können. Denn die Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom überzeugt nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch, da mindestens ein Teil des Strombedarfs im Betrieb darüber gedeckt werden kann. Überschüssiger Strom wird entweder ins Netz eingespeist oder für den späteren Eigenbedarf in Batteriesystemen gespeichert. Letzteres kann aufgrund der geringen Einspeisevergütung durchaus interessanter sein. Die Vorteile dieser umweltfreundlichen und nachhaltigen Energieerzeugung für Gartenbaubetriebe sind:

• Keine zusätzlichen Flächen notwendig: PV-Anlagen können auf den Dächern bestehender Wirtschaftsgebäude montiert werden.
• Nachhaltigkeit: Reduzierung der C0₂-Emmissionen
• Umweltfreundlich: keine Lärm- und Geruchsbelästigung
• Imagegewinn: Nutzung von Öko-Strom hat positives Image beim Kunden (muss entsprechend kommuniziert werden)
• Stromkosten reduzieren: durch eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote
• Langlebigkeit: Anlagen sind wartungsarm und können bis zu 25 Jahre betrieben werden

Wichtige Fragen vorab klären

Bei der Planung und Vorbereitung gilt es allerdings einige wichtige Aspekte zu berücksichtigen. Einer der wohl grundlegendsten Punkte ist die Prüfung der Statik. Das heißt, zuerst muss die Tragfähigkeit des Dachs geprüft werden. Dabei spielen neben dem zusätzlichen Gewicht der Solarmodule auch die möglichen Windangriffsflächen und Schneelasten eine wichtige Rolle. Um die Größe der PV-Anlage optimal zu planen, gilt es zudem den Stromverbrauch der Halle oder des gesamten Betriebs zu ermitteln.

Die Landwirtschaftskammern bieten Energieberatungen an. Möglicherweise können die Kosten dafür bezuschusst werden. Je nach Bundesland, Anlagengröße und Nutzungskonzept kann es darüber hinaus verschiedene Fördermöglichkeiten für eine PV-Anlage auf dem Dach geben.

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Die Kosten für die Entsorgung sollten schon bei der Planung berücksichtigt werden Christine Schonschek

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Wenn die geplante PV-Anlage nicht wesentlich in die Statik oder das Erscheinungsbild eingreift, kann es sein, dass keine Baugenehmigung erforderlich ist. Allerdings ist es ratsam, diese Frage vor Ort mit den Behörden vorab zu klären.

Um die Schadensrisiken für PV-Anlagen (Unwetter, Feuer, Blitzschlag, Ertragsausfallschäden, Cyber-Angriffe etc.) abzusichern, sollte beim Versicherer frühzeitig nach entsprechenden Policen gefragt werden. Damit die Anlage effizient arbeiten kann, muss sie regelmäßig gewartet und gereinigt werden. Zu guter Letzt sollte die Entsorgung einkalkuliert werden. Auch wenn PV-Anlagen bis zu 25 Jahre laufen können, sollten die Kosten dafür schon bei der Planung berücksichtigt werden.

Montage-Art

Auf Gebäudedächern können PV-Anlagen auf verschiedene Weise montiert werden. Bei einer Nachrüstung kommen meist die sogenannten Aufdachsysteme zum Tragen. Hierbei spielt die Prüfung der Statik eine tragende Rolle. Möglich sind, vor allem bei Flachdächern, auch Ausführungen komplett ohne Dachdurchdringung. Das bedeutet, es finden keine Durchbohrungen oder Beschädigungen der Dachhaut statt. Dabei können die Module auf spezielle Gestelle gesetzt werden, welche durch Gewichte gesichert sind. Oder die Module werden mit speziellen Klebesystemen auf dem Dach befestigt.

Bei einem Neubau oder einer Sanierung kann über dachintegrierte Systeme nachgedacht werden. Bei der Sanierung wird die alte Dacheindeckung komplett entfernt und durch PV-Module ersetzt. Dadurch wird die Unterkonstruktion weniger belastet. Gut zu wissen, ein Dach lässt sich auch mit Solar-Dachziegeln decken. Das kann vor allem bei denkmalgeschützten Gebäuden interessant sein. Auch wenn Aufdachsysteme die Standardmodulbefestigung sind, gilt es dennoch einige wichtige Punkte zu beachten. Grundsätzlich sollten zertifizierte, schwermetallfreie und hagelfeste Module ausgewählt werden. Bei der Montage muss darauf geachtet werden, dass die Module und Kabel fachgerecht verlegt werden. Beachtet werden sollte auch der Brand- und Blitzschutz der Anlage sowie die Absicherung gegenüber Cyberangriffen.

Kombination mit Speichersystemen

Aufgrund der sinkenden Einspeisevergütung ist es sinnvoll, sich über Speichersysteme Gedanken zu machen. Verschiedene Unternehmen haben sich auf Photovoltaik-Energiespeicher spezialisiert. Am häufigsten kommen Batteriespeichersysteme (BESS) zum Tragen. Umsetzen lassen sich diese auch mithilfe von aufbereiteten Batterien aus ausgedienten Elektrofahrzeugen.

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Die Prüfung der Statik spielt eine tragende Rolle Christine Schonschek

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Bei der Auswahl des Energiespeichers für den selbst erzeugten Solarstrom gibt es viele Punkte, die im Vorfeld zu beachten sind. Dazu gehören insbesondere:

• Aufstellort für die Energiespeicher überlegen: Finden die Energiespeicher zum Beispiel im Technikraum des Gebäudes Platz, auf dem die PV-Anlage installiert ist? Alternativ könnten sie auch in einem Container auf dem Hof untergebracht werden. In dem Fall abklären, ob eine Genehmigung erforderlich ist.
• Kapazität und Lastprofil ermitteln: Wann wird wie viel Strom gebraucht? Dabei den Tages- und Nachtverbrauch beachten (zum Beispiel für Bewässerung, Lüftung, Kühlung etc.). Passende Speichergröße wählen und überlegen, ob die Speicher modular erweiterbar sein sollen.
• Leistung zum Laden und Entladen: Wenn viele stromintensive Verbraucher gleichzeitig laufen, ist eine hohe Entladeleistung wichtig. Eine hohe Ladeleistung wählen, um bei Sonnenschein möglichst viel Solarenergie speichern zu können.
• Batterietechnologie und Lebensdauer beachten: Üblich sind Lithium-Ionen oder auch Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) Batterien, weil sie effizient und wartungsarm sind. Hinsichtlich der Lebensdauer ist die Zyklenfestigkeit entscheidend. Bei einer Dauerbelastung sind 6.000 bis 10.000 Zyklen wünschenswert.
• Robust gegenüber Hitze und Kälte: Energiespeicher sollten möglichst unempfindlich sein, um im Temperaturbereich zwischen -10 °C bis +40 °C ohne Klimatisierung zuverlässig zu arbeiten. Prüfen, ob der Speicher diese Anforderungen erfüllt.
• Schnittstellen zum Energiemanagementsystem (EMS): Die Steuerung von Verbrauchern, wie Kühlung, Ladesäulen für E-Fahrzeuge etc., sollte mittels offener Schnittstellen einfach möglich sein, zum Beispiel per (Web)App. Soll oder kann ein KI-gesteuertes Energiemanagementsystem verwendet werden, welches stetig die Energiepreise an der Strombörse im Blick behält?
• Fördermöglichkeiten und Ökonomie: Energieberatung für die Fördermöglichkeiten der Speichermedien in Anspruch nehmen, um regionale Förderprogramme oder steuerliche Vorteile zu nutzen. Vollkostenrechnung erstellen, mitsamt Wartung und Lebensdauer.
• Normen und Sicherheit: Prüfen, ob die Speicher den üblichen Normen entsprechen. Wie etwa der VDE-AR-E 2510-50 Anwendungsregel für stationäre Energiespeichersysteme mit Lithium-Batterien sowie der Norm DIN EN 50272-2, welche die Sicherheitsanforderungen an Batterien und Batterieanlagen beschreibt. Installationsvorgaben, Brandschutzkonzepte, Belüftungsmöglichkeiten sowie Absicherung gegenüber Cyberangriffen beachten. Mit dem Versicherer abklären, welche Schutzmaßnahmen verlangt werden.
• Garantie und Service: Üblich sind Garantiezeiten von zehn Jahren – manchmal auch mehr. Ideal sind zuverlässige Servicepartner vor Ort, die im Notfall schnell zur Stelle sind. Auch an die Verfügbarkeit von Ersatzteilen für mindestens zehn Jahre denken.

Zahlreiche Unternehmen bieten Energiespeicherlösungen an. Hilfreich kann bei der Auswahl für einen Anbieter ein Blick in die Mitgliederliste des Bundesverbands Energiespeicher Systeme e. V. (BVES) sein. Auf bves.de/der-bves/mitglieder gibt es verschiedene Filtermöglichkeiten. Setzt man dort unter der Wertschöpfungskette den Filter „Second Life“, gelangt man zu Anbietern für nachhaltige Speicherlösungen.

Erfahrungen aus der Praxis

Bei Planung und Bau einer Dach-PV-Anlage müssen auch Schwierigkeiten in Kauf genommen werden. So kann es beispielsweise passieren, dass langwierige Diskussionen mit dem Hersteller des Daches entstehen, auf dem die PV-Anlage montiert werden soll. Genau mit diesem Problem hatte Gemüsebau Großhans in Reilingen anfänglich zu kämpfen. Denn der Hersteller der Sandwich-Dachelemente wollte zunächst keine Freigabe für das zertifizierte und statisch geprüfte Photovoltaik-Montagesystem erteilen.

Zusammen mit dem Team der Firma Pfalzsolar aus Ludwigshafen konnte der Gemüsebaubetrieb am Ende doch eine 540 kWp starke Photovoltaikanlage, bestehend aus rund 1.900 Solarmodulen, auf der Lagerhalle des Gemüsebaubetriebs installieren. Gelöst wurde das Problem mit dem Dachhersteller, indem die Montage-Art komplett ohne Dachdurchdringung gewählt wurde. Hierfür hat Pfalzsolar gemeinsam mit dem Produzenten des Photovoltaik-Montagesystems, PMT (Premium Mounting Technologies), eine Lösung entworfen, die auf Beschwerung statt Dachdurchdringung basiert.

Um möglichst unabhängig vom Strom aus dem öffentlichen Netz zu werden, hat die Gärtnerei Herrmann Kräuter in Neuss eine 416 kWp PV-Anlage auf dem Dach installiert. Als Partner standen der Gärtnerei die Firmen IBC Solar und Kempka-Elektrotechnik zur Seite. Steuern lässt sich diese Solarstromanlage über ein Energiemanagementsystem (EMS). Dank der damit möglichen intelligenten Steuerung können nicht nur Lastspitzen vermieden, sondern der Strombedarf weitgehend über die PV-Anlage gedeckt werden.

Die Umsetzung mit einem Partner aus der Region ist schon aufgrund der räumlichen Nähe während des Baus sowie darüber hinaus zu empfehlen. Das hat sich auch das Gemüseanbauunternehmen Steegmüller im südpfälzischen Weingarten gedacht und mit dem regionalen Partner der Wirsol Roof Solutions eine leistungsstarke Photovoltaikanlage auf dem Dach realisiert. Genauer gesagt wurden 1.824 Module installiert und dafür sechs Wechselrichter mit einer Leistung von je 110 Kilovoltampere eingesetzt.