Photovoltaik integriert in effektiven Lärmschutzwänden

Die Energiewende nimmt weiter Fahrt auf. Dabei ist der Ausbau von Photovoltaik auf weiteren Flächen im öffentlichen Raum gefragt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz hat dazu im April 2020 das dreijährige Projekt PVwins initiiert, das vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE geleitet wird. Bei diesem Projekt soll zum einen ermittelt werden, wie sich PV-Module in bestehende Lärmschutzwände an Straßen, Autobahnen und Bahngleisen integrieren lassen. Das Fraunhofer-Institut schätzt das technische Potenzial für Solaranlagen an Straßen und Gleisen auf etwa fünf Gigawatt. Zum anderen soll in Kooperation mit Herstellern von Solarmodulen und Lärmschutzwänden ein neuartiges PV-Modul entwickelt werden, das Strom erzeugt und gleichzeitig als Lärmschutz dient.

An Straßen und Bahnstrecken können bestehende Lärmschutzwände als Flächen für PV-Anlagen genutzt werden, wenn sie unmittelbar dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Dabei müssen die Lärmschutzwände nicht unbedingt Richtung Süden ausgerichtet sein, denn auch in östlicher oder westlicher Ausrichtung fällt noch genügend Sonnenlicht für die Erzeugung von nachhaltigem Solarstrom an. Darum lassen sich moderne Solaranlagen auch auf dem Flachdach installieren. Durch das Anbringen von Solaranlagen an Lärmschutzwänden wird eine bereits bestehende Fläche doppelt genutzt. Der Vorteil: Es muss keine zusätzliche Freifläche gefunden werden.

Als Schallschutz an Straßen und Bahngleisen ist eine Anbringung von herkömmlichen PV-Modulen mittels eines speziellen Montagegestells relativ einfach. Allerdings muss im Straßen- und Schienenverkehr gewährleistet sein, dass die Module die Verkehrsteilnehmer nicht blenden oder gar den Schall reflektieren. Das kann jedoch durch eine entsprechende Installation der PV-Anlage vermieden werden. Statt eine bestehende Lärmschutzwand mit PV-Modulen nachzurüsten, ist auch eine Kombination aus Solarmodul und Schallschutz für Neubauten von Lärmschutzwänden möglich.

Neben den herkömmlichen PV-Modulen, die auch auf Flächen wie Dächern oder beim Agri- und Floating-PV auf Wiesen und Gewässern eingesetzt werden, soll es künftig spezielle bifaziale PV-Modulaufbauten geben. Unter anderem auf solche neuartigen Module und ihre Integration in Lärmschutzwände legt auch das Fraunhofer-Institut im Projekt PVwins seinen Fokus. Der Vorteil von bifazialen PV-Modulen besteht darin, dass beide Seiten der Solarpaneele genutzt werden können, um durch Sonnenenergie Strom zu erzeugen. Außerdem sollen sie gleichzeitig den Schall absorbieren, um zusätzlich für Lärmschutz zu sorgen. Die PV-Module sind dann ein integrierter Bestandteil der Lärmschutzwand und nicht ein nachträglicher Aufbau.

Ein erstes deutsches Pilotprojekt ist im Frühjahr 2021 an der A3 bei Aschaffenburg erfolgreich abgeschlossen worden. Dort wurde eine bestehende, etwa 890 Meter lange und drei Meter hohe Lärmschutzwand mit PV-Modulen nachgerüstet. Seitdem wird die Solar- und Lärmschutzanlage von einem privaten Unternehmen für die Dauer von 20 Jahren betrieben. Initiiert wurde das Projekt vom damaligen Bundesministerium für Verkehr und der Stadt Aschaffenburg. Weitere Projekte sind in Bayern umgesetzt worden: So wurde ein Teilstück der Bahnlinie Nürnberg-Regensburg mit Lärmschutzwänden in Kombination mit einer PV-Anlage ausgestattet, ebenso eine Straße in Neuötting.

Am Ende der Projektlaufzeit von PVwins im März 2023 wird das Fraunhofer-Institut seine Erkenntnisse offenlegen. Dabei geht es nicht nur um effektiven Lärmschutz in Kombination mit PV-Anlagen, sondern auch darum, ob die entwickelten Solarmodule wirtschaftlich sind – ob sie also ausreichend Strom erzeugen, um die Errichtungs- und Betriebskosten zu decken.

Neben ökonomischen und ökologischen Anforderungen an das Projekt müssen selbstverständlich auch die gesetzlichen Vorgaben zum Bau von Lärmschutzeinrichtungen berücksichtigt werden. Deshalb sind neben den Herstellern von PV-Anlagen und Schallschutzwänden auch die Bundesanstalt für Straßenwesen und das Deutsche Zentrum für Schienenverkehrsforschung des Eisenbahn-Bundesamts in das Projekt mit eingebunden.