PV-Pilotprojekt: Solardach über der Autobahn
Die Überdachung von Autobahnen mit Photovoltaik hätte in Deutschland ein riesiges Potenzial für die Stromerzeugung. Zusätzlich könnte der Asphalt geschützt und Lärm vermieden werden. Ein Pilotprojekt untersucht nun die Praxistauglichkeit.
31.07.2020 – Mehr als 13.000 Kilometer Autobahn ziehen sich kreuz und quer durch Deutschland – es ist das viertlängste Netz auf der ganzen Welt. Könnte diese Fläche durch eine Überdachung mit Solarmodulen effizient und sinnvoll für die Stromerzeugung genutzt werden? Welche weiteren Vorteile würden dadurch entstehen? Genau diesen Fragen geht ein internationales Pilotprojekt des Austrian Institute of Technology (AIT) jetzt nach.
Die Forscher gehen davon aus, dass diese Form der Überdachung von Straßen neben der solaren Energiegewinnung und Mehrfachnutzung der Fläche auch noch weitere positive Effekte mit sich bringen könnte: Die Straßenoberfläche wird vor Niederschlägen und Überhitzung geschützt und erreicht dadurch eine längere Lebensdauer. Außerdem wäre es durch eine geeignete Konstruktion möglich, einen zusätzlichen Lärmschutz zu erhalten.
Forscher planen Tests mit Prototyp
Im ersten Teil des AIT-Projekts wird nun gemeinsam mit den Projektpartnern ein Entwurf für einen Prototyp einer Photovoltaik-Straßenüberdachung ausgearbeitet. Dazu wird zunächst ein geeignetes PV-Konzept mit passenden Modulen entwickelt sowie eine entsprechende Tragkonstruktion entworfen.
Im zweiten Teil soll daraus der Prototyp gebaut, mit Messtechnik ausgerüstet und für ein Jahr lang im Betrieb wissenschaftlich getestet werden. Dadurch erhoffen sich die Forscher Rückschlüsse auf die vielfältigen Anforderungen einer derartigen Anlage – zum Beispiel in Bezug auf Entwässerung, Wind- und Schneelasten, Standsicherheit und Anprallsicherheit, Wartungsmöglichkeiten und Verkehrssicherheit.
Die Solardächer sollen dabei keinesfalls die Straßen komplett verdunkeln. Vielmehr werden Module und Gestelle verwendet, die noch ausreichend lichtdurchlässig sind. Diese teiltransparenten Module reduzieren zwar die Effizienz – jedoch nur in einem sehr geringen Maße.
PV-Potenzial von mindestens 72 GW
Mit an dem Projekt beteiligt ist auch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), das schon seit mehreren Jahren an der Einbettung von Solarmodulen in und an Verkehrswegen forscht. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass in Deutschland auf technologisch sinnvollen Flächen – wie zum Beispiel an Lärmschutzwänden, Radwegen und Seitenstreifen – ein PV-Potenzial von mindestens 72 Gigawatt (GW) besteht. Eine Überdachung von Verkehrswegen mit Photovoltaik sei ebenfalls denkbar und schütze gleichzeitig den Straßenbelag vor Umwelteinflüssen.
Vorteile ergeben sich laut dem Institut durch die Nutzung bereits versiegelter Flächen, einen geringeren Aufwand für Aufbau, Verlegung und Installation sowie eine kurze Anbindung für den Netzanschluss. Herausforderung seien dagegen die teilweise sehr hohen Anforderungen an die Modultechnologie, die Notwendigkeit eines effizienten Verlegungssystems für große Flächen sowie den erhöhten Aufwand für Reinigung und Wartung.
Wie effizient so ein Solardach für die Autobahn wirklich ist und wie aufwendig sich die Instandhaltung gestaltet, wird sich vermutlich erst nach dem einjährigen Testbetrieb des Prototyps zeigen. Entscheidend werden auch die Kosten sein, die im Vorfeld als eher hoch einzuschätzen sind. jk
Kommentare
eWender am 01.08.2020
- das Dach selbst rechnet sich über die reduzierten Unterhaltskosten der Fahrbahn . Langlebigkeit, Winterdienst.
- zudem Sicherheitsgewinn durch stets trocken Fahrbahn
- Lösung für die Versorgung Ladeinfrastruktur der eFahrzeuge
- Befestigungsmöglichkeit der Oberleitung
- deutliche CO2 Einsparung bei den Verbrennern - reduzierte Geschwindigkeit - reduzierter Fahrtwind.
Doch weshalb forschen? Beschließen und erste Anlagen bauen und die Nächsten kontinuierlich verbessern.
Die Einhausung bei Aschaffenburg - trägt bereits die längste PV-Anlage über einer Autobahn seit ca. 2014.
tobmat am 04.08.2020
Ob sich das Dach rechnet bleibt abzuwarten. Die Konstruktion ist ziemlich aufwendig und muss starken Beanspruchungen standhalten. Die meisten PV-Technologien vertragen Erschütterungen nur sehr schlecht, da die verbauten Zellen zum Brechen neigen. In den zu installierenden Höhen, oberhalb der Verkehrsschilder, kommt dann noch der Wind hinzu.
Für die Ladeinfrstruktur der eFahrzeuge ist das Projekt irrelevant. Da ist es viel günstiger auf einem Feld neben dem Parkplatz eine Freiflächenanlage zu installieren.
Warum sollte sich bei den Fahrzeugen die Geschwindigkeit reduzieren? NAtürlich darf die Kosntruktion den Verkehr nicht behindern.
Katharina Dietrich am 23.08.2020
zu tobmat: "Auf einem Feld neben dem Parkplatz" mag die ökonomische Bilanz derzeit noch besser sein, die ökologische Bilanz ist sicher günstiger bei gleichzeitiger Nutzung für Verkehr und Energiegewinnung.
Christian am 04.08.2020
Ich halte es für eine vielversprechendes Projekt.
Ich glaube wenn man die zusätzlichen Effekte neben der Energieproduktion einrechnet. wird es verhältnismäßig gar nicht so teuer.
Ich denke die größten Probleme sind Komfort und Sicherheit.
Bei schweren Unfällen (vor allem LKW) kommt es immer wieder vor, dass die Leitplanken nicht ausreichen. In im Falle einer Kollision könnten daher Teile der Dachkonstruktion beschädigt werden und einstürzen. Auch Brände unter dem Dach sind vermutlich nicht gut (auch wenn dieses Problem in den letzten Jahrzehnten stark abgenommen hat.
Das größte Problem sehe ich im ständigen Lichtwechsel. Wer schon einmal eine Baumallee bei Sonne gefahren ist, weiß was ich meine.
Katharina Dietrich am 23.08.2020
... und Parkplätze?
und wann investiert Naturstrom in solche Projekte? Stabile Solarcarports gibt es ja bereits.
Tim am 20.09.2020
Super Idee, hohes Potential
Katharina S am 26.11.2020
Wo kann man investieren?
Joschua Katz / Redaktion am 26.11.2020
Hallo Katharina,
für diese Frage bitte direkt an das Institut wenden: https://www.ait.ac.at/
Viele Grüße
Joschua
Tom K. am 29.12.2020
Ein logischer Gedanke! Warum kam der nicht früher. Ich habe bei einem anderen Block zu dem Thema mal gelesen das durch das Dach der Abrieb der Reifen liegen bliebe. Einfach regelmässig mit der Kehrmaschiene drüber und schon wieder ein Punkt für den Umweltschutz.
Die Felder die frei würden könnten in der Land- oder Forstwirtschaft genutzt werden. Oder Ausgleichflächen bilden!!
Ich hoffe so wird bald weltweit gedacht!!
Gruß Tom
Ramona am 04.01.2021
Welche Firmen stehen hinter diesen interessanten und tollen Konzepten.
Als Wirtschaftsingenieurin mit langjähriger Berufserfahrung sind solche außergewöhnlichen Ideen meine Leidenschaft.
Sofort arbeite ich in einem solchen Projekt mit. Wo kann ich mich bewerben? Wer stellt mich ein?
viele Grüße.
Dieter Buer am 18.05.2021
Das Hauptproblem ist der Unfall auf der Autobahn und die daraus entstehenden Folgen. Wesentlich geringer ist die Gefahr bei einer Überdachung von Schienenwegen. Hier könnte man sehr viel schneller beginnen und Erfahrung mit derartigen Anlagen sammeln.
Egon Hübinger-Graner am 18.07.2021
Das kann ich mir auch besser vorstellen. geringere Spannweiten. Müßte dort auch eine Anprallast vorgesehen werden?
H-J Maass am 12.08.2021
Am meisten Sinn macht es über Radschnellwegen; weil: geringere Spannweiten, geringere Höhe, keine Feuergefahr, keine Einsturzgefahr bei Anprall, Fahrräder haben kein Dach (Schutz der Verkehrst6eilnehmer vor Sonne und Regen) aber nur 2 Räder und sind daher besonders instabil bei Schneeglätte.
Malte Schliek am 01.09.2021
Hallo,
Ich finde diese Idee wirklich höchst innovativ und spannend zu verfolgen. Ich könnte mir allerdings vorstellen, dass die Sicherheitsrichtlinien und der hohe Wartungsaufwand zu Problemen führen könnte. Warum fängt man nicht erstmal damit an den Standstreifen für Solarpaneele zu benutzen? Es gibt doch bereits Projekte auf befahrbaren Straßen.
Auf dem Standstreifen fahren deutlich weniger Autos und die Fläche wäre riesig welche so schon genutzt werden könnte.
Hat jemand hierzu Informationen ob dies schonmal mit durchdacht wurde?
Viele Grüße
Malte Schliek
Klaus Dorbath am 15.09.2021
Falls es technisch und damit finanziell zu aufwendig wäre, eine ganze Autobahn mit Photovoltaik-Modulen zu überspannen, dann wäre viel (Energie) gewonnen, wenn man kilometerweit Module über den Seiten- und Randstreifen der Autobahnen hinter den Leitblanken montieren würde. Die L-bzw. T-Stützen für die Module könnte man an den massiven Fundament-Stahlträgern der Leitblanken befestigen. Auch bei der Montage der vorgefertigten Bauelemente über den Autobahn-Seitenstreifen würde der Verkehr kaum beeinflusst. Die Entwässerung wäre auch kein Problem – in die grüne Wiese hinter der Leitblanke. Große Sicherheit wäre zudem gewährleistet, weil die Trägerstützen hinter den Leitblanken stünden.
Wenn man viele Städte, Kommunen und Bürger*innen für die Finanzierung gewinnen würde, könnte es für alle eine Win-Win-Situation geben: für die Umwelt, die Städte, die Kommunen, die Bürger*innen, die Zukunft …
Ich vermute jedoch, dass –wie so oft- gute Ideen im bürokratischen Hickhack der Bedenkenträger zerredet werden. 15.9.21 Klaus Dorbath, Ravensburg
Jörg Sperling am 09.12.2021
Ich denke die Schiene ist eine gut Variante. Sicher muss man hoch hinaus. Aber Masten stehen sowieso für das Stromnetz. Und der Verbraucher fährt unten hindurch, daher benötigt man keine lange Leitungen.
Hartmut Propfe am 25.02.2022
auch ich finde diese Lösung faszinierend, zumindest gegenüber der Verdeckung von Äckern und Wiesen. ob die Photovoltaikelemente den Rütteleien gewachsen sind, bedarf natürlich genauer Untersuchungen. Bei den Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sollte man aber immer vor Augen haben, das dabei viele positive Nebeneffekte anstehen, die bei einem reinen Solarfeld nicht mitwirken! Frostschutz an Fahrbahnen, keine regennassen Fahrspuren, kühlere Fahrbahnen, das muss unbedingt mit einbezogen werden.
Selbst wenn sich Autobahnen nicht eignen sollten. Parkplätze haben viele dieser Nachteile nicht, bieten oft eben soviel Platz wie ganz Äcker und noch dazu positive Nebeneffekte. Eine energetische Anbindung im Vergleich zu landwirtschaftlichen Feldern dürfte auch meist weniger Aufwand bedeuten, weil große Parkplätze, z.B. an Einkaufszentren liegen. Parker werden die Parkplatzbeschattung sicher auch honorieren!
Ich würde wünschen, dass der Staat diese Varianten der Doppelnutzung ohnehin für die Landwirtschaft verlorener Flächen sogar fördern sollte!
Siegbert Bloch am 04.09.2022
Ein wirklich innovativer Ansatz. Mein Vorschlag wäre es noch, die Mittelstreifen auf den Autobahnen zu nutzen. Hier wäre einen einfache Montage zwischen den jeweiligen begrenzenden Planken möglich, Kabelverlegung unterhalb, bis Einspeisung zum nächst größeren Autohof bzw. Raststätte. Es entfallen aufwendige Mäharbeieten und Pflege des Mittelstreifens, unnötige Staus bei dem eben genannten usw.
Ein anderer Punkt wäre die Bestückung der Züge direkt auf dem Dach. Hier wäre das sogar Standortunabhängig, weil der Zug ständig unterwegs ist. Evtl. könnte er sogar mit einem zusätzlichen Speicherwaggon autark fahren. Weiß ich aber nicht, bin kein Ingenieur und Techniker. Sind eben nur so Ideen. Aber ich denke, die Solarenergie wird auf Dauer gesehe, die Energie der Zukunft werden. Windkraft hingegen würde ich hinten anstellen. Bei dem Energiebedarf den die Welt heute hat, allen voran die Industrieländer ( die anderen stehen ja auch in den Startlöchern ), können wir das unserer Erde nicht zumuten, das wir riesige Flächen für die Nutzung der Windenergie umbauen. Aber falls wir es durchführen sollten, sollten wir gleichzeitig überlegen, ob wir nicht eine "Duo-Lösung" in Betracht ziehen. Wenn wir schon die Flächen für Windkraftanlagen "umnutzen", sollten wir das hier mit Photovoltaik kombinieren. Z.B. könnte man an den Flügelen und an der Säule Solarpaneele anbringen, die Fläche um ein Windkraftanlage könnte auch mit Solarpaneelen bestückt werden, usw. Wirtschaftliche und konkurierende Interessen, sollten hier hinten anstehen. Angesichts der klimatechnischen Entwicklung ist Solidarität und Pragmatismus gefragt. Vielleicht wird es ja was.
vedder am 03.10.2022
In einer Studie 2002 https://www.yumpu.com/de/document/read/21553594/sonnenkraftwerk-autobahn-bei-solektron, wird das Projekt Solar-Autobahn perfekt präsentiert. Die Installation, Wartung und Sicherheit sind durchdacht. Das bestehende Verteilernetz ist zugleich das Energienetz!! Es bestehen hierbei keine privatbesitzrechtlichen Ansprüche. Der sofortige sowie sukzessiver Ausbau, kann im Zuge der nationalen Sicherheit, eine sichere und saubere Energieversorgung, die unabhängig und sauber ist, mit der Industrie, Bundeswehr, THW und den Bürgern erfolgen. Die Bevölkerung kann sich hierbei konkret für das Land über einen Beteiligungs-Fonds arrangieren. Gleichzeitig partizipieren die Bürger am Gewinn. Es wäre ein wegweisendes Signal und ausgezeichneter Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels.
DIE FINANZIERUNG
Das Haushaltsdefizit, dass durch Staats-Schulden für das Bauvorhaben entsteht, ist einerseits durch die Einnahmen aus der Energieversorgung gedeckt, so wie vergleichsweise beim Bau von Atom,- Gas-, Kohlekraftwerken oder der Wasserstoffherstellung. Das dafür bereitgestellte elektronische Geld, dass aus dem Nichts geschöpft wird, siehe https://www.youtube.com/watch?v=vDyYe4iss4A ist gesichert durch die „Energiestraße“, den Einnahmen von den Endverbrauchern und einer lebenslangen Nutzung der millionenfachen Verbraucher. Mit jedem fertiggestellten Kilometer wird Strom ins Netz fließen und Einnahmen werden unmittelbar generiert. Die permanenten Ausgaben für die fossile Rohstoffbeschaffung zur Energieversorgung, die bisher jeden Monat anfallen, werden kontinuierlich eingespart. Aus den eingesparten Ausgaben werden infolgedessen Einnahmen. Das Geld fließt nicht mehr ab! Es bleibt im Lande und sichert den Wohlstand. Eine Ausbreitung von Armut wird gestoppt. Die Wut in der Bevölkerung wird in einen vielversprechenden positiven Stimmungswandel umgesetzt. Ein Zusammenhalt wird erschaffen und keine Spaltung.
Eine „Energiestraße“ für das Land und für Europa
Helmut Werz am 27.12.2022
Auf den ersten Blick eine sinnvolle Idee, nach Erfahrung mit PV- Großanlagen folgende Einwände:
- Lichtwechsel für Autofahrer überaus störend, unfallverursachend
- Anprallschutz für PKW und LKW nicht sinnvoll und kostengünstig machbar
- regelmäßige Reinigung der Module wegen extremer Staubbelastung erforderlich, Stege für Reparaturen fehlen, soll jedesmal die Autobahn gesperrt werden ?
- Salzgischt im Winter schädigt die Module, Lebensdauer stark reduziert
- Schneelast im Winter, Entfernung von Schnee weg. geringer Neigung erforderlich (die gezeigte Animation bitte mal von einem Statiker prüfen lassen, dann sieht das nicht mehr so filigran aus….
- ev. Funktionsstörungen weg. Erschütterungen und Vibrationen durch LKW zu erwarten
- was passiert bei einem PKW oder gar LKW- Brand, Rauchabzug, Gefahr durch herabstürzende Module zu
erwarten
-Kabellängen Modul zu WR aufgrund des langgezogenen Layoutes ungünstig
- jetzt noch die Oberleitung für die LKW darunter , 80 km/h Geschwindigkeitsbegrenzung für alle und fertig ist die typisch deutsche Lösung, die sich nach meiner Einschätzung so sicher nicht durchsetzen wird.I
Gerd Langhammer am 12.02.2024
2020 habe ich mich lange Zeit mit Photovoltaik "über der Autobahn" beschäftigt und bin zu dem Schluss gekommen, dass es sich 100 prozentig lohnt. Die "kleine Zusammenfassung" meiner Überlegungen stelle ich gerne zur Verfügung. Eines ärgert mich immens: Ich habe 2021 etliche Stellen der Regierung angeschrieben und meine Erkenntnisse zur Verfügung gestellt, ABER nicht EINE Antwort bekommen. Es waren unter anderem die Stellen Frauenhofer Agrophotovoltaik, Staatssekretär, BUND, DHU und Greenpeace, Nun stellt sich heraus, dass sich unser Verkehrsminister Volker Wissing mit meinen Federn schmückt.
Das Endresultat (Mittelwerte) meiner Überlegungen war damals (2020):
Quadratmeterfläche Autobahn: 354,25 km²
Mittlere Energie mit Speicherung 32,375 TWh
Kosten 41,25 Milliarden €
Natürlich ist das eine horrende Summe. Der Aufbau kann natürlich nicht innerhalb eines Jahres erfolgen. Geht man von einer Bauzeit von 15 Jahren aus, erscheint diese Summe wiederum nicht so erschreckend (2,75 Milliarden € / Jahr) und das Projekt könnte 2035 fertig sein.