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Ein Blick in die Zukunft. Solarenergie-Projekte, die uns inspirieren.
Wenn wir an Solarenergie denken, haben wir in der Regel Solarpanels als Quellen für erneuerbare Energien vor Augen. Tatsächlich gibt es aber Menschen, die das kreative Potenzial dieser Technologie voll ausgeschöpft haben, um noch faszinierendere (und manchmal auch ziemlich beachtenswerte) Sachen damit anzustellen. Hier ist unsere Sammlung der spannendsten Photovoltaik-Anwendungen aus der ganzen Welt.
„Warum bin ich da nicht selbst drauf gekommen?“
Werfen wir zuerst einen Blick auf Solarzellen-Projekte, die man wohl in fast jeder größeren Stadt umsetzen könnte – sie sind so intuitiv, dass man sich wundert, warum man sie nicht häufiger antrifft. Nehmen wir zum Beispiel Sportstadien: Diese gigantischen Gebäude stellen einen immer vor riesige Herausforderungen – nicht nur beim Bau, sondern auch bei der späteren Nutzung.
Bauwerke von diesen Ausmaßen benötigen ungeheure Mengen von Strom. Für den japanischen Architekten Toyo Ito war die Anforderung, für das Nationalstadion in Taiwan erneuerbare Energien zu verwenden, kein Problem, sondern die Lösung. Denn ein so großes Gebäude besitzt natürlich auch eine riesige Oberfläche, die jedoch normalerweise nicht weiter genutzt wird. Als Ito jedoch das Gebäude plante, ließ er an der Außenseite dieser Arena mit 50.000 Sitzplätzen 8.444 Sonnenkollektoren anbringen – was einer Gesamtfläche von 14.155 Quadratmetern entspricht. Das reicht aus, um 3.300 Lampen und die zwei großen Bildschirme am Spielfeld mit Strom zu versorgen. Finden keine Spiele statt, werden die erzeugten Kilowattstunden in das lokale Netz eingespeist, sodass die Häuser vor Ort mit grüner Energie versorgt werden. Dadurch kann der jährliche CO2-Ausstoß um 660 Tonnen reduziert werden. Doch bei Itos Entscheidung spielte auch der Designaspekt eine Rolle, denn von außen sieht sein Stadion aus wie ein glitzernder Drache!
Beim MINI Werk in Oxford haben wir ein ähnliches Ziel verfolgt. Wir haben auf dem zuvor ungenutzten Dach 11.500 Solarmodule installiert, um unsere Produktionsstätte mit Sonnenenergie zu versorgen. Diese Fläche mit Solarpanelen umfasst mehr als 20.000 Quadratmeter, was der Fläche von etwa fünf Fußballfeldern entspricht. Zum Zeitpunkt der Montage besaßen wir damit eins der größten Solardächer in Großbritannien. Es erzeugt jetzt mehr als 3 Megawatt. Das würde ausreichen, um 850 Haushalte mit Strom zu versorgen.
Und ewig fließt der Strom …
Planer*innen steht hier viel freie Fläche zur Verfügung. Doch im Allgemeinen besteht das Problem bei Sonnenkollektoren darin, dass eben nicht ausreichend Platz vorhanden ist. Es ist eine ziemliche Herausforderung, Gebiete zu finden, die ausreichend groß sind, um dort Solarzellen aufzustellen, ohne ihren Wert für die Landwirtschaft, den Wohnungsbau oder Erholungszwecke zu beeinträchtigen. Das führt oft zu Interessenkonflikten und Verzögerungen. Einige geniale Planer*innen haben aber schließlich den perfekten Ort für ihre Photovoltaik-Projekte gefunden: über dem Wasser.
In den letzten Jahren wurden zahlreiche spannende Designs umgesetzt, bei denen Solarzellen über Kanälen angebracht wurden. In vielen Ländern wie Indien oder Spanien war das Abdecken von Wasserläufen mit Sonnenkollektoren eine kluge Idee, die aus der Not geboren wurde. Denn in der Nähe von bewohnten Gebieten, wo der Strom benötigt wird, lassen sich meist nur schwer ausreichend große freie Flächen finden. Außerdem hat es viele zusätzliche Vorteile, Solarpanele über künstlichen Kanälen zu montieren.
Ein Solardach über dem Wasser bietet Schutz vor Sonnenlicht und schafft so einen Lebensraum für zahlreiche Tiere. In Gujarat in Indien wurde beispielsweise eine Versuchsanlage gebaut, die 10 Megawatt produziert. Zugleich reduziert sie die Verdunstung des darunter liegenden Wasserlaufs – jährlich sind das bis zu 90 Millionen Liter, die so erhalten bleiben. Das fließende Wasser hat auch einen positiven Effekt auf die Solarzellen, denn durch den Kühlungseffekt erzielen die Kollektoren einen wesentlich höheren Wirkungsgrad. Außerdem sammelt sich auf dem Wasser weniger Staub an, sodass die Wartungskosten geringer sind. Da künstliche Kanäle meistens auch von weniger Bäumen umgeben sind, gibt es hier auch weniger Schatten, der die Leistung der Solarzellen beeinträchtigen könnte.
Solarpanele eignen sich nicht nur für enge Kanäle, sondern auch für große Seen. Überall, von China bis zu den Niederlanden, ist man dabei, riesige Solarfarmen zu entwickeln und zu testen. Die Vorteile sind dabei ähnlich wie bei Sonnenkollektoren, die über Kanälen installiert werden, angefangen von der höheren Effizienz bis hin zur intelligenten Nutzung der Fläche. Der Hauptunterschied ist, dass die Solarzellen so konstruiert sind, dass sie auf dem Wasser schwimmen. Da man auf großen Wasserflächen viel mehr Kollektoren unterbringen kann als auf den relativ schmalen Kanälen, kann hier auch wesentlich mehr Energie erzeugt werden. Die schwimmenden Solarparks bieten noch weitere mögliche Vorteile. Wenn man sie in der Nähe bereits existierender Wasserkraftwerke errichtet, lassen sich Kosten einsparen, da ein Großteil der nötigen Infrastruktur bereits vorhanden ist. In Ländern mit Regen- und Trockenzeiten können sich die beiden verschiedenen Arten der Stromerzeugung ergänzen, indem sie in der jeweiligen Saison mehr Energie produzieren. Außerdem nützen schwimmende Solarfarmen auch der lokalen Wirtschaft und den im Wasser lebenden Tieren und Pflanzen. Sie tragen dazu bei, die Ausbreitung von Algen einzudämmen und schützen die Fische. Dabei lassen sie immer noch ausreichend Sonnenlicht durch, sodass der See als Lebensraum nicht gefährdet wird.
Natürlich ist die Herstellung schwimmender Solarzellen in der Regel teurer. Ihre potenziellen Vorteile wiegen diesen Nachteil allerdings wieder auf.
Auf Sand gebaut: Solarenergie aus der Wüste
Neben Seen und Kanälen gibt es noch andere Orte, die viel freie Fläche für Sonnenkollektoren bieten. Die BMW Group, zu der wir auch gehören, erzeugt jetzt elektrische Energie mithilfe der Photovoltaik. Im Kontext der Energiewende ist es unser Ziel, nachhaltiger zu produzieren. Deshalb versuchen wir, noch mehr zu tun, als nur möglichst umweltfreundliche Autos zu entwickeln. Wir verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz, bei dem wir darauf achten, jeden Fahrzeugtyp so nachhaltig wie möglich herzustellen. Das stellt uns oft vor große Herausforderungen. Die Herstellung von Aluminium kostet enorm viel Energie, doch dieses Material ist für die Automobilproduktion nun einmal unerlässlich. Daher versuchen wir, diesen Prozess so umweltschonend wie möglich zu gestalten, denn nur so können wir unsere übergeordneten Nachhaltigkeitsziele erreichen. Doch wo könnte man einen ausreichend großen Solarpark errichten, der einerseits genügend Sonnenlicht ausgesetzt ist und andererseits die Lebensqualität der ansässigen Bevölkerung oder die Tier- und Pflanzenwelt nicht in Mitleidenschaft zieht? Natürlich in der Wüste. Seit Anfang 2021 beziehen wir unseren Strom aus der zukünftig größten Solarfarm der Welt: dem Mohammed Bin Rashid Al Maktoum-Solarpark in der Wüste vor Dubai. Dadurch, dass unsere Aluminiumproduktion mit grüner Energie erfolgt, können wir über die nächsten zehn Jahre den CO2-Ausstoß um etwa 2,5 Millionen Tonnen reduzieren.
Auf dem Radweg der Sonne entgegen.
Riesige Solarfarmen werden im Allgemeinen in unbewohnten Gebieten errichtet. Im Gegensatz dazu existieren seit einiger Zeit auch Photovoltaik-Lösungen, bei denen man versucht, die Sonnenenergie zu einem integralen Bestandteil von Wohngemeinden zu machen. So gibt es derzeit zahlreiche Anstrengungen, Fahrradwege auch für die Gewinnung von Solarstrom zu nutzen. Das bekannteste Unternehmen dieser Art war die Dutch SolaRoad. Bei dieser experimentellen Teststrecke handelte es sich um den ersten Radweg der Welt, der mit Solarzellen bestückt war. Der 72 Meter lange Abschnitt war 6 Jahre im Einsatz, bevor er aufgrund der Kosten und Wartungsprobleme geschlossen wurde. Doch aller Anfang ist schwer. In den letzten Jahren gab es zahlreiche Pläne, auf Radwegen anstatt des Straßenpflasters Solarpanele zu verlegen. Ein Problem ist jedoch, dass nicht genug Sonnenstrahlen einfallen können, wenn zu viele Radfahrer unterwegs sind. Daher überlegt man bei neueren Projekten die Sonnenkollektoren über den Radfahrenden anzubringen. Das würde letzteren etwas zusätzlichen Schatten spenden und die Solarzellen würden sich nicht so schnell abnutzen.
Sonne tanken mit dem T-Shirt.
Vielleicht wird dank der Entwicklung von Solarstoffen die Sonnenenergie in unserem Alltag bald noch viel stärker präsent sein. Bei diesen Stoffen handelt es sich nicht um Textilien für Kleidung, sondern um Gewebe oder Schichten für die Außenanwendung, in die flexible Solarpanele integriert sind. Derartige Materialien könnten für eine Revolution in der Solartechnik sorgen, denn sie sind überaus biegsam und können an einer Vielzahl von unterschiedlichen Oberflächen angebracht werden. Eine solche Lösung ist nicht nur wesentlich leichter als die bisher vorherrschenden gerahmten Kollektoren, sie hält auch länger. Doch am erstaunlichsten sind vielleicht Solarstoffe, die tatsächlich als Kleidung getragen werden können und deren integrierte Solarzellen Strom erzeugen. Forschende arbeiten bereits an derartigen Geweben, die sogar Energie aus der Innenbeleuchtung ziehen sollen. Stellen Sie sich vor, Sie könnten mit Ihrem T-Shirt Ihr Laptop mit Strom versorgen! Auf der ganzen Welt arbeiten Entwickler*innen daran, diese Technologie zur Marktreife zu führen, und fast jeden Tag werden dabei neue, aufregende Entdeckungen gemacht.
Derartige technische Neuentwicklungen könnten eines Tages dafür sorgen, dass Solarzellen in unserem Alltag omnipräsent sind, von den halbtransparenten Panelen auf Gewächshäusern bis zu den Kollektoren bei Scootern – die Möglichkeiten sind schier unbegrenzt. Die Wende hin zu erneuerbaren Energien wird dabei künftig weiter an Fahrt aufnehmen und kaum jemand wird daran vorbeikommen. Und vieles, was uns heute noch als übertrieben oder unrealistisch erscheint, gehört in zehn Jahren vielleicht zu unserem täglichen Leben.