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Energieproduzierende Fläche Die Kraft der freien Fläche

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Solarthermie nutzt die Energie der Sonne zur ressourcenschonenden Wärmeerzeugung. Größer auf Gebäuden oder Flächen angelegt, kann sie über ein Wärmenetz zur erneuerbaren Wärmeversorgung ganzer Quartiere beitragen. 

Der Energiebunker in Hamburg-Wilhelmsburg ist hier zu sehen. Aussichtsreich: Der Energiebunker in Hamburg-Wilhelmsburg ist ein Projekt der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg und versorgt große Teile der Nachbarschaft im Reiherstiegviertel mit Strom und Wärme. Eine Aussichtsterrasse gewährt Weitblick über Hamburg.

Die Kraft der freien Fläche

Auf den ersten Blick sieht man nur einen riesigen Betonklotz inmitten eines Parks in Hamburg-Wilhelmsburg. Sieht man genau hin, offenbart der ehemalige Flakbunker aus den 40er-Jahren seine innovative Seite: Etwa 1.350 m2 misst die Solarthermie-Anlage auf dem Dach. An der Außenseite ist eine 670 m2 große Photovoltaikanlage angebracht. Im Inneren des Bunkers verbirgt sich ein großer Wärmespeicher. Die Energiegewinnung des ehemaligen Luftschutzbunkers deckt den Strombedarf von rund 1.500 Haushalten und versorgt 1.700 Wohnungen mit Wärme aus erneuerbaren Energien. Das Dach bietet zudem eine Aussichtsterrasse mit Café, auf der sich Besucherinnen und Besucher über die Geschichte des Bunkers informieren können. 

Eine andere Szene: Eine Schafherde grast auf grüner Wiese – unter einer Solaranlage, die ihnen als Unterstand dient. Dabei pflegen die Tiere die Grünfläche, indem sie den Bewuchs niedrig halten, was dem Landwirt oder der Landwirtin das Mähen erspart. Im Vergleich zu intensiv bewirtschafteten Landwirtschaftsflächen können Solarthermie-Freiflächen zusätzliche Lebensräume schaffen. 

Noch ein überraschendes Bild: Eine brachliegende freie Fläche. Doch auf den zweiten Blick ist es eine Deponie, die nicht überbaut werden kann, auf der jedoch Solarthermie-Elemente erneuerbare Energie gewinnen. 

Vielfältige Wirkungen von kombinierter Solarthermie 

Die Liste ließe sich noch sehr weit fortführen: Solarthermie erzeugt erneuerbare Wärme und ist für die Wärmewende unverzichtbar. Allerdings sind größere, preiswerte Flächen nötig, um kosteneffizient erneuerbare Wärme erzeugen und einen relevanten Anteil des Wärmebedarfs von Quartieren damit decken zu können. Da solche Areale in der Stadt knapp sind, braucht es clevere großflächige Lösungen auf Flächen und Gebäuden – in Ergänzung zu Kleinanlagen.

Solarthermie ist eine ausgereifte Technologie zur emissionsfreien und ressourcenschonenden Wärmerzeugung. Grünflächen oder andere unversiegelte Flächen unter aufgeständerten Anlagen können unter anderem als Retentionsflächen sowie als Versickerungsflächen das Entwässerungssystem entlasten. In Hitze- und Dürreperioden ist die Schattengebung der Anlagen von Vorteil. Durch Kombinationen von Solaranlagen und landwirtschaftlicher Nutzung – wie Obst- und Gemüseanbau (Agrosolarthermie) – kann der Schutz vor zu starker Sonneneinstrahlung den Ertrag steigern.

Hürden und Lösungen

Freiflächen-Solarthermie wird im Sommer hauptsächlich für die Warmwasseraufbereitung genutzt. Soll auch in anderen Jahreszeiten Solarwärme genutzt werden, bietet sich ein Wärmespeicher an.

Die Flächenkonkurrenz der Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien mit anderen Nutzungen ist bei der Freiflächen-Solarthermie groß, da die Anlagen im direkten Wettbewerb zu Wohnungsbau, Landwirtschaft und Naturschutzflächen stehen. Nutzbar sind auch stark versiegelte, vorbelastete Flächen wie Deponien und Halden, Gewerbe- und Industrieareale oder ehemalige Militärgelände. Böschungen und Lärmschutzwälle an Autobahnen und Schienen kommen für Solarthermie-Anlagen ebenso in Frage wie brachliegende Flächen und (Gewerbe-)Dächer. Bei der Installation von Solarthermie-Anlagen auf Dächern haben diese nach dem neuen Hamburgischen Klimaschutzgesetz sogar Vorrang vor der Erfüllung der neuen Photovoltaik-Pflicht: Soweit sie auf der Dachfläche errichtet und betrieben werden, entfällt die Photovoltaik-Pflicht. Grünlandnutzung unterhalb der Aufständerung kann zumindest anteilig den Verlust an landwirtschaftlicher Nutzfläche ausgleichen.

Eine Solarthermie-Anlage auf Freiflächen ist meistens mit Eingriffen in das Landschaftsbild verbunden. Die Akzeptanz dessen erhöht sich, wenn ein integriertes Gesamtkonzept die Energiegewinnung, Landschaftsgestaltung, Naturschutz (Biodiversität) und landschaftsbezogene Erholung zusammenführt.

Wirtschaftlicher Gewinn

Die Installation größerer Solarthermie-Anlagen auf Flächen ist deutlich günstiger als kleine und räumlich unzusammenhängende Anlagen. Ab einer bestimmten Größe liefern sie Wärme zu wettbewerbsfähigen Preisen. Die laufenden Betriebskosten sind gering und im Gegensatz zu der mit fossilen Energieträgern unterliegt die Wärmeversorgung mit Solarthermie keiner Preissteigerung. Sie stärkt zudem mit dem Anlagenbau und -betrieb lokales Handwerk und regionale Wertschöpfung.

Effekte

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Clever Kombiniert Effekte

Klimaschutz: Solaranlagen zur Erzeugung erneuerbarer Wärme

Klimaanpassung: (Hitzevorsorge durch) Verschattung. Flächen unterhalb der Solaranlagen sind vielfältig nutzbar und dienen weiterhin dem natürlichen Wasser- und Naturhaushalt. Begrünung möglich.

Klimaschutz: Solaranlagen zur Erzeugung erneuerbarer Wärme

Klimaanpassung: (Hitzevorsorge durch) Verschattung. Flächen unterhalb der Solaranlagen sind vielfältig nutzbar und dienen weiterhin dem natürlichen Wasser- und Naturhaushalt. Begrünung möglich.

Gute Planung

Linkliste

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Anders als Strom

ist Wärme nicht verlustfrei über weite Strecken transportabel. Die Anlage sollte daher möglichst nah am Verbrauchsort liegen. 

ist Wärme nicht verlustfrei über weite Strecken transportabel. Die Anlage sollte daher möglichst nah am Verbrauchsort liegen. 

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Der Flächenbedarf

der Anlage ist zwei- bis dreimal größer als die Kollektorfläche. 

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Die Kollektoren werden wie bei Autobahn- Leitplanken

auf vorkonfektionierte, in den Boden gerammte Stahlprofile aufgesetzt und zu Kollektorfeldern verbunden. Die frei aufgeständerte Anlage erlaubt Pflanzung von Vegetation zwischen den Kollektorreihen.

auf vorkonfektionierte, in den Boden gerammte Stahlprofile aufgesetzt und zu Kollektorfeldern verbunden. Die frei aufgeständerte Anlage erlaubt Pflanzung von Vegetation zwischen den Kollektorreihen.

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Ausreichend breite

(mindestens 3 Meter) und besonnte Streifen zwischen den Kollektorenreihen erhöhen die Arten- und Individuendichte von Tieren und Pflanzen.

(mindestens 3 Meter) und besonnte Streifen zwischen den Kollektorenreihen erhöhen die Arten- und Individuendichte von Tieren und Pflanzen.

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Die Akzeptanz steigt

durch Integration als Gestaltungselement in das Landschaftsbild mit Lehrpfad „Erneuerbare Energien“, durch Teilhabe an der Anlage durch erneuerbare Wärmeversorgung oder durch finanzielle Teilhabe am wirtschaftlichen Gewinn.

durch Integration als Gestaltungselement in das Landschaftsbild mit Lehrpfad „Erneuerbare Energien“, durch Teilhabe an der Anlage durch erneuerbare Wärmeversorgung oder durch finanzielle Teilhabe am wirtschaftlichen Gewinn.


Fazit

Insbesondere auf belasteten oder bislang nicht nutzbaren Flächen liefern großflächige Solarthermie-Anlagen ressourcenschonend (Wärme-)energie.  

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