Solarstraßen als nachhaltige Energiequelle der Zukunft
Mit dem Energie-Sofortmaßnahmenpaket der neuen Bundesregierung soll die Energiewende weiter Fahrt aufnehmen. Neben der Windenergie stellt die Sonnenenergie ein zentrales Standbein für die Zukunft der Energiegewinnung in Deutschland dar. Doch nicht nur auf Dächern, Freiflächen oder Seen sollen weitere PV-Anlagen installiert werden. Insbesondere bei Bestandsbauten gibt es viele Möglichkeiten, die natürliche Sonnenenergie zu nutzen. Eine dieser Möglichkeiten stellen Solarstraßen dar.
Wie funktionieren Solarstraßen?
Bei Solarstraßen sind PV-Paneele in den Bodenbelag integriert, die bei Sonneneinwirkung Strom produzieren, genauso wie beispielsweise bei PV-Anlagen auf dem Dach. Besonders eignen sich PV-Module auf Straßen, die kaum einer Beschattung durch Gebäude oder Bäume ausgesetzt sind, damit eine größtmögliche Effizienz erreicht werden kann.
Das deutsche Start-up Solmove hat beispielsweise eine PV-Platte entwickelt, die auf den Straßenbelag geklebt wird und gleichzeitig induktiv E-Autos laden kann. Außerdem ist eine solargespeiste Heizung in die PV-Platte integriert, sodass bei Minusgraden keine Rutschgefahr durch Glatteis besteht. Die Solarplatten erzeugen laut Hersteller etwa 100 Kilowattstunden Strom pro Quadratmeter und Jahr und haben eine Lebensdauer von rund 20 Jahren.
Innovativ und vielseitig unterwegs ist auch das Budapester Unternehmen Platio mit seinem Photovoltaik-Pflaster. Das PV-Modul der kreativen Jungunternehmer wird direkt als alternativer Bodenbelag zu Beton eingesetzt und soll auch langlebiger als dieser sein. Egal, ob mit blauer oder schwarzer Glasoberfläche: Die smarten Solarstraßen sind laut Hersteller extrem robust und rutschfest. Rund zehn Tonnen Belastung pro Quadratmeter hält eine solche PV-Straße stand.
Welches Potenzial haben Solarstraßen für die Energiewende?
Weltweit gibt es verschiedene Projekte für die Integration von modernen Solaranlagen in Autobahnen, Straßen, Fahrrad- oder Gehwegen sowie öffentlichen Plätzen für die Nutzung von Sonnenergie. Der grüne Strom soll beispielsweise für die Versorgung von angrenzenden Gebäuden, die Straßenbeleuchtung oder E-Ladesäulen genutzt werden.
Obwohl die Solarplatten relativ einfach zu verlegen sind und eine lange Lebensdauer haben, sind sie derzeit oft noch nicht wirtschaftlich. Die Kosten für die Produktion des solaren Straßenbelags sind im Verhältnis zu ihrer Energieeffizienz hoch, und auch die Technik ist teilweise noch nicht ausgereift. Hier einige Beispiele von Pilotprojekten:
- In Deutschland wurde im Februar 2022 eine wissenschaftliche Studie zu einem Photovoltaik-Gehweg auf dem Campus des Forschungszentrums Jülich erfolgreich abgeschlossen. Auf einer Länge von 2,4 Metern und einer Breite von 1,2 Metern wurden acht PV-Paneele verlegt, die eine Leistung von insgesamt 336 Watt umfassen. Beauftragt wurde das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
- Schwierigkeiten hatte das Projekt eines PV-Radwegs in Erftstadt bei Köln. Dort sollte eine rund 200 Quadratmeter große solare Teststrecke etwa 16.000 Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr erwirtschaften. Aufgrund von Problemen mit der Technik und der Verlegung ist das Projekt inzwischen eingestellt worden.
- Eine positive Nachricht gibt es aus den Niederlanden. Dort hat die 100 Meter lange SolaRoad, ein Photovoltaik-Radweg, sogar mehr Strom erzeugt als erwartet. Die Planer waren davon ausgegangen, dass etwa 50 bis 70 Kilowattstunden Solarstrom jährlich pro Quadratmeter erzeugt werden könnten. Am Ende erzielte die SolaRoad zwischen 73 und 93 Kilowattstunden pro Quadratmeter, wobei die Schwankungen auf die unterschiedlichen Solarplatten zurückzuführen sind – die eine produzierte mehr Strom, die andere weniger.
- Zu hohe Kosten und Defekte an den PV-Platten zeigten sich bei einem Pilotprojekt in Frankreich. Dort wurde ein Teilstück einer Autobahn in der Normandie als Solarstraße ausgebaut. Letztendlich wurde das Projekt 2019 wieder eingestellt.
- In China gibt es ein Großprojekt zu einer Photovoltaik-Autobahn. Hier sollen etwa eine Million Kilowattstunden Solarstrom pro Jahr erwirtschaftet werden, womit in China etwa 800 Haushalte versorgt werden könnten. Obwohl die chinesische Produktion im Vergleich zur europäischen günstiger ist, wird sich die Straße erst nach 15 Jahren amortisieren. Allerdings geht man davon aus, dass die Kosten geringer werden, je mehr PV-Straßenpaneele künftig produziert werden.
Welche Alternativen gibt es zur Gewinnung von Sonnenenergie auf Straßen?
Solarstraßen sind nur ein Baustein zur Erzeugung von Solarenergie im öffentlichen Raum. Neben effizienten PV-Modulen auf Dächern kommen auch Floating- und Agri-PV-Anlagen zum Einsatz. Hier erfolgt die solare Stromgewinnung auf Seen und Freiflächen an Land.
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE verantwortet derzeit im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz zwei PV-Projekte im Straßen- und Gleisverkehr. Dabei geht es einerseits um PV als Lärmschutz und andererseits um PV-Überdachungen auf Straßen.
Ähnlich wie bei den Solarstraßen werden Lärmschutzwände mit entsprechenden PV-Modulen ausgestattet und erzeugen neben einem zusätzlichen Schallschutz auch regenerativen Sonnenstrom. PV-Überdachungen an Straßen haben ebenso wie die Lärmschutzwände den Vorteil, dass keine zusätzlichen Flächen bebaut werden müssen, sondern PV-Module in bestehende integriert werden. PV-Dächer schützen außerdem die Straßen vor übermäßiger Nässe, hoher Sonneneinstrahlung und Schnee, was der Verkehrssicherheit dient und den Belag weniger beansprucht.
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