Wie funktionieren Solarparks? Überblick, Nutzen, Umweltauswirkungen

Solarparks werden zu vertrauten Standorten in der Landschaft, da immer mehr Stromkunden ihre Energie aus der Sonne beziehen, ohne etwas auf ihren Dächern zu installieren.

Im Gegensatz zu Solaranlagen auf dem Dach befindet sich ein Solarpark normalerweise außerhalb des Standorts und nicht auf dem eigenen Grundstück eines Solarkunden. Auch bekannt als Solarparks oder Solargärten, Solarparks sind in der Regel am Boden montiert und bedienen mehrere Kunden – von weniger als zehn bis Hunderttausenden.

Nur ein kleiner Blip auf dem Radar Vor einem Jahrzehnt boomten große und kleine Solarparks. Im Juli 2018 wurden 544 Projekte in der Datenbank der Solarparks des National Renewable Energy Laboratory (NREL) registriert. Zweieinhalb Jahre später, im Dezember 2020, umfasste die Liste des NREL 1.592 Solarparks. Die Anzahl und Größe der Solarparks ist aufgrund des anhaltenden Rückgangs der Solarkosten gestiegen, wobei die Preise zwischen 2010 und 2020 um 89% gesunken sind. Der Kostenrückgang ist einer der Gründe, warum dem Strommix in den Vereinigten Staaten seit zwei Jahren mehr neue Solarenergie hinzugefügt wurde als jede andere Quelle.

Utility-Scale Solar vs. Community Solarfarms

Während Utility-Scale Solarfarms tendenziell viel größer sind als Community Solarfarms, besteht der Hauptunterschied in der Beteiligung der Kunden.

In einem gemeinschaftlichen Solarpark besitzen oder abonnieren mehrere Kunden entweder gemeinsam ein lokales Solarprojekt und erhalten auf ihren Stromrechnungen eine Gutschrift für die Energie, die ihr Anteil am Solarprojekt produziert. Im Gegensatz dazu könnten Projekte im Versorgungsmaßstab vom Stromversorger selbst oder von privaten Energieunternehmen entwickelt werden, die den von ihnen produzierten Strom ohne Beteiligung der Kunden direkt an die Versorgungsunternehmen verkaufen.

Kommunale Solarprojekte haben im Allgemeinen eine Größe von 2 bis 2.000 Kilowatt (kW) oder mehr. Einige Staaten schränken die Größe von gemeinschaftlichen Solarprojekten ein, entweder direkt in Bezug auf die Kilowatt, die sie erzeugen können, oder indem sie die Anzahl der Personen begrenzen, die einem Projekt beitreten können. Das Lawrence Berkeley National Laboratory betrachtet Projekte im Versorgungsmaßstab als jedes freiflächenmontierte Solarprojekt, das gleich oder größer als 5 Megawatt (MW) ist. Bis Dezember 2020 gab es in den USA 129 Solarparks mit einer Leistung von 5 MW oder mehr, so NREL.

Die größten Solarparks der Welt

 Eine Luftaufnahme des Panda-förmigen Solarparks in Datong, China.

Chinas Panda-förmiger Solarpark ist nicht der größte. Nur das süßeste.

Xiaolu Chu/Getty Images

Der Rekord für die größten Solarparks (oder „Parks“, wie sie anderswo auf der Welt genannt werden) wird immer wieder gebrochen. Die Top-10-Liste enthält keine Farmen, die älter als ein Jahrzehnt sind. Im Gegensatz dazu umfasst die Liste der 10 größten aktiven Stromerzeugungsanlagen der Welt den 1949 erbauten Grand Coulee Dam. Die größte Anlage für fossile Brennstoffe in den Vereinigten Arabischen Emiraten stammt aus dem Jahr 1976.

  1. Der Bhadla Solar Park quietscht mit 2.245 MW als größter Solarpark der Welt vorbei. (Zum Vergleich: Der Bundesstaat New York hatte bis Juli 2021 3 GW Solarenergie installiert, genug, um 500.000 Haushalte mit Strom zu versorgen.) Das Bhadla-Projekt befindet sich in einer abgelegenen, trockenen Region in Westindien, in der die Temperaturen regelmäßig über 100 Grad F erreichen. Es wurde in vier Phasen ab 2015 gebaut und 2019 fertiggestellt. Während Indien immer noch 70% seiner Energie aus Kohle erzeugt, ist der Bhadla Solar Park Teil des Ziels des Landes, bis 2022 175 Gigawatt (GW) erneuerbare Energie zu installieren. (Ein Gigawatt ist 1.000 MW oder eine Milliarde Watt.)
  2. Dicht hinter dem Bhadla Solar Park liegt der 2.200 MW Huanghe Hydropower Hainan Solar Park, der 2020 in der chinesischen Provinz Qinghai eröffnet wurde. Es repräsentiert die Ambitionen seines Landes, sich von seiner starken Abhängigkeit von Kohle zu lösen. Wie Indien ist China immer noch stark von Kohle abhängig, wobei 68% seines Stroms aus Kohle stammt. China installierte im Jahr 2020 48,2 GW Solarenergie, mehr als doppelt so viel wie die USA auf dem zweiten Platz und ein Drittel der weltweiten Gesamtinstallationen für das Jahr.
  3. Das Shakti Sthala Solarstromprojekt in Karnataka, Indien, umfasst 2.050 MW Solarkapazität — der einzige andere Solarpark über 2 GW. Es wurde 2019 fertiggestellt und umfasst 13.000 Hektar Land. Der Solarpark, der das Land von 2.300 lokalen Bauern pachtet, anstatt es direkt zu besitzen, wird saubere Energie produzieren, während er gleichzeitig das Einkommen auf dem Land erhöht und dazu beiträgt, die Bauern auf ihrem Land zu halten.
  4. Der 1.650 MW Benban Solar Park in Ägypten ist der größte Solarpark außerhalb Asiens. Initiiert im Jahr 2014 und mit Hilfe der NASA gelegen, umfasst es über 7.2 Millionen einzelne Solarmodule und wurde im November 2019 fertiggestellt. Wie andere in der Wüste gelegene Solarparks, einschließlich derjenigen im amerikanischen Südwesten, ist die Platzierung von Solarparks oft ein Kompromiss zwischen der erhöhten Sonnenstrahlung in Wüsten und der verringerten Effizienz von Sonnenkollektoren bei hoher Hitze.

Umweltauswirkungen von Solarparks

Mit mehr Solarparks in der Landschaft ist die Gegenreaktion gegen sie gewachsen, einige mit legitimen Umweltbedenken, andere basierend auf Fehlinformationen über ihre Umweltauswirkungen.

Gleichgewicht zwischen sauberer Energie und Biodiversität

 Schafe grasen um und unter einem Solarpark.

Solarparks und traditionelle Landwirtschaft können koexistieren.

Karl-Friedrich Hoh / Getty Images

Der Verlust der biologischen Vielfalt ist neben dem Klimanotstand die andere führende Krise. Wir sollten nicht das eine auf Kosten des anderen opfern müssen.

Laut NREL würde die Installation von genügend Solarenergie, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, „eine maximale Landfläche von 0 erfordern.5% der zusammenhängenden US-Fläche.“ Nicht alle Landflächen sind jedoch gleich, so dass die Priorisierung der Nutzung von Brachflächen, ehemaligen Deponien, gestörten Gebieten, kontaminierten Gebieten, Gebieten für industrielle Zwecke und anderen nicht empfindlichen Zonen das Risiko für die biologische Vielfalt verringern wird. Die Ernährungssicherheit des Landes sollte auch nicht durch den Verzicht auf produktives Ackerland gefährdet werden.

Viele Staaten haben „Best Siting Practices“ für Solarinstallateure zu folgen, wie auch das US-Energieministerium, um die Umweltauswirkungen von Solarparks zu minimieren. Sechs Staaten in den USA. es gibt auch Gesetze, die „bestäuberfreundliche“ Solarparks fördern, um die lokale Artenvielfalt zu schützen.

Richtig geplant und aufgestellt, können Solarparks Landschaften schützen und verbessern, während sie gleichzeitig produktives Ackerland schützen. Wie beim Shakti Sthala Solarprojekt zu sehen ist, kann das Leasing von Land für Solarprojekte auf landwirtschaftlichen Grundstücken, die nicht für die Landwirtschaft geeignet sind, das Einkommen der Landwirte so stark erhöhen, dass sie ihr Land weiter bewirtschaften können, anstatt es an Entwickler zu verkaufen. Die Integration von Sonnenkollektoren in landwirtschaftliche Betriebe (bekannt als Agrivoltaics) kann Schatten für Vieh bieten, Pflanzen vor starken Regenfällen schützen, Wasserverlust reduzieren und landwirtschaftliche Erträge steigern, während genug Strom produziert wird, um die Farm zu unterstützen.

Umweltvorteile eines „Prosumers“

Obwohl weniger quantifizierbar, ist es wichtig, die Vorteile des Stakeholder-Engagements in Solarprojekten nicht zu unterschätzen.

Die traditionelle Beziehung zwischen Energieversorgern und ihren Kunden ist im Allgemeinen einseitig: versorgungsunternehmen erzeugen und liefern Strom, Das einzige Engagement der Kunden für ihr Versorgungsunternehmen ist ein erster Anschluss und eine monatliche Zahlung. Es sei denn natürlich, der Strom fällt aus. Diese einseitige Beziehung ändert sich bei Solaranlagen im Versorgungsbereich nicht. Und das Engagement der Verbraucher hat sich nicht geändert; Der einzige Unterschied ist, dass die Energiequelle sauberer ist.

Sowohl in der Dach— als auch in der Gemeinschaftssolaranlage sind die Kunden jedoch „Prosumer“ — sowohl Erzeuger als auch Verbraucher ihres Stroms – und ihr Verhältnis zu ihrem Stromverbrauch ändert sich. Wenn sie ihre Stromrechnungen mit dem Strom bezahlen, den ihre Sonnenkollektoren produzieren, werden sie sich bewusst, wie viel Energie sie verbrauchen, und es ist daher wahrscheinlicher, dass sie sie reduzieren.

Eine Umfrage unter Solarkunden in Kalifornien ergab, dass 87% von ihnen andere Maßnahmen zur Energieeffizienz ergriffen hatten, z. B. die Installation effizienter Beleuchtung und Geräte. Selbst bei umweltbewussten Elektrofahrzeugbesitzern verbrauchten diejenigen ohne Solarenergie 58% mehr Strom als der typische Haushalt. Es gibt zwar Hinweise darauf, dass Stromkunden ihren Energieverbrauch erhöhen, wenn sie Solarenergie einsetzen, aber es ist ein kleiner Bruchteil (18% bis 20%, in einigen Studien) der erhöhten Energie, die sie produzieren.

Der Nettoeffekt bleibt, dass sauberer Strom ins Netz eingespeist wird und der CO₂-Fußabdruck des Kunden auch bei mehr Stromverbrauch geringer ist. Je mehr die Stromerzeugung in den Händen der Verbraucher liegt, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie die Treibhausgasemissionen reduzieren.

Solarparks werden weiter wachsen

Laut Branchenanalysten von Wood Mackenzie werden Solarparks in mindestens den nächsten drei Jahren weiterhin Rekorde bei Neuinstallationen brechen. Angemessene Vorschriften und Aufsicht sind erforderlich, um die Umweltauswirkungen all dieses Wachstums zu minimieren, damit die Vorteile im Kampf gegen den Klimawandel mit der Notwendigkeit des Schutzes der biologischen Vielfalt der Erde in Einklang gebracht werden können. Ohne beides wird Nachhaltigkeit nicht erreicht.

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