Solarbooster – Aktives Repowering von bestehenden Photovoltaik-Anlagen gegen Strom- und Klimakrise nutzen

Wir können die Photovoltaik-Stromerzeugung auf vorhandenen Flächen sehr schnell in großem Umfang erhöhen. Damit können wir die Strompreise an den Börsen senken, Strom aus Erdgas- und Kohlekraftwerken verdrängen und das Klima schützen. Die gebrauchten Module könnten auf dem Sekundärmarkt sinnvolle Verwendung finden, etwa als Balkonmodul.

Leider wird dies bislang durch ein faktisches Rewowering-Verbot für Photovoltaik-Anlagen, die noch über das EEG gefördert werden, verhindert. Das Verbot muss weg!

Durch die Einführung der Möglichkeit eines aktiven Repowern für Solarmodule könnten wir die derzeitig in Deutschland installierte Leistung von 63 Gigawatt auf den bestehenden Standorten auf 100 Gigawatt oder mehr vergrößern. Der Anteil an der Stromerzeugung könnte somit schnell von rund 10 auf 16 Prozent und mehrgesteigert werden. Für mindestens 60 Prozent der Anlagen (36 Gigawatt) ist ein sehr hohes Potenzial für eine Verdopplung, zuweilen bis zu einer Vervierfachung der installierten Leistung möglich, wenn die alten Solarmodule durch neue Modelle ersetzt würden.

Nehmen wir das Beispiel Solarparks: Derzeit sind auf circa 32.000 Hektar etwa 17 Gigawatt an Photovoltaik-Freilandanlagen installiert. Würden auf diesen 32.000 Hektar heute neue Photovoltaik-Anlagen installiert, so wäre selbst bei den auf Biodiversität optimierten Standorten eine Leistung von mindestens 35 Gigawatt möglich – also zusätzlich 18 Gigawatt. Im Ganzen, bei industriell geprägten Standorten mit einer engeren Belegung durch Solarmodule, noch mehr – also mehr als Doppelte ist auf jeden Fall möglich. Was neben der Bauweise auch an den massiven Steigerungen der Moduleffizienz liegt und dem Fakt, dass große Teile der Freilandanlagen vor 2013 errichtet wurden. Mehr dazu später. Vor dem Hintergrund der Diskussionen um Flächennutzungen ist das ein gewaltiges Potenzial.

Hintergrund

Wer Photovoltaik-Anlagen derzeit aktiv repowern will, wird im Regelfall mit dem Verlust der Vergütung bestraft – eine Regelung die in der EU ziemlich einmalig ist. Und die auch im direkten Widerspruch zum gängigen und politisch gewollten Repowering der Windkraft steht. Die bisherigen „Ausnahme“-Regelungen beim Photovoltaik Repowering im EEG beinhalten zudem viel Unsicherheiten und eine umfangreiche Bürokratie. Denn bislang darf man ohne „alte Module“ nur austauschen, wenn diese ihre Leistung übermäßig verloren haben oder schlicht defekt sind.

Daher meine Bitte an die Politik: Wie bereits im Windbereich sollte aktives Repowern der Solarstromanlagen sofort für alle Anlagenklassen erlaubt werden. Dabei müssen Mitnahmeeffekte natürlich vermieden werden. Das heißt: Erhalt der alten Vergütung für die einst installierte Nennleistung, die darüber hinausgehende neu installierbare Leistung wird als Neuanlage vergütet, geht in die Ausschreibung oder förderfrei in die sonstige Direktvermarktung (auch PPA genannt).

Bei Anlagen, die aus dem EEG laufen, stellt sich für noch aktive Betreiber auch die Frage, „neue Anlage mit mehr Leistung oder weiterlaufen lassen“? Vor dem Hintergrund von nun schnell steigenden Mengen in diesem Segment lautet mein Rat: „Altanlagen konsequent abbauen, abmelden und eine neue Anlage mit schnell zwei- bis dreifacher Leistung an gleicher Stelle bauen“.Das gesamte Thema „alte Anlagen“ – gegebenenfalls Aktives Repowern gliedert sich für mich in verschiedene Aspekte:

a) Private Anlagen, die aktiv getauscht werden könnten oder wo nach 20 Jahren EEG-Förderung die Frage besteht „weiterbetreiben oder austauschen“

In diesem Segment sind die Eigentümer teilweise mit ihren Photovoltaik-Anlagen älter geworden und tendieren oft dazu „das Ganze weiterlaufen“ zu lassen, und gegebenenfalls Noch einen Speicher zu kaufen. Manche Betreiber, auch Erben oder Hauskäufer lassen sich auch eine neue Anlage errichten (meist dann mit Wallbox, Speicher, auch Wärmepumpe anstelle alter Heizungen). Über größere Probleme bei diesen Entscheidungen oder Nutzungen habe ich bisher keine Berichte. In der Regel entsorgen die Handwerker die alten Module für die Kunden, was seit 2012 eh in der WEEE geregeltist.

b) Professionell betriebene Dachanlagen, wobei ich damit auch Bürgergenossenschaften meine.

Hier gibt es bisher nur einzelne Anlagen die aus dem EEG laufen. Nach meiner Kenntnis werden diese überwiegend nicht endgültig abgebaut, sondern laufen weiter. Neu hätten sie meist 100 Prozent mehr Leistung, wasan den großen Fortschritten bei Wirkungsgraden liegt. Waren wir bei 5 bis 9 Prozent bei Dünnschichtmodulen und etwa 10 Prozent bei kristallinen Modulen der neunziger/ frühen Nullerjahren, werden nun 21 bis22 Prozenterreicht, selbst bei heute 5 bis 6 Jahre alten Modulen.  Damit reden wir über bis zu 30 Prozent mehr Leistung auf gleicher Flächen, wobei Dünnschichtmodule seit etwa 2013 keine Rolle mehr spielten. Bei größeren Defekten wurden in dem Segment in der Vergangenheit schon alte gegen neue Module mit mehr Leistung getauscht. Die defekten Solarmodule gingen in das bisher mögliche Recycling. Es gibt Einzelfälle, wo Anlagen beispielsweise nach Schäden wegen Streitigkeiten mit dem Dachverpächter nicht wieder errichtet werden oder wo es Zank schon von Beginn an gibt. Das ist vielfältig und muss dann vor Ort oder von den lokalen Gerichten geklärt werden.

c) Professionell betriebene Freilandanlage

Diese wurden als Standorte mit Baugenehmigungen errichtet und sind somit auch nach möglichen Insolvenzen oder ähnlichem „heiß begehrt“. ZZumindest die neueren Photovoltaik-Anlagen haben eine Rückbaubürgschaft bei den Behörden hinterlegt, um einen derzeit nur theoretisch vorstellbaren kompletten Rückbau abzusichern. Auch ist es so, dass rechnerisch die Materialwerte (Metalle) größer sind als die Rückbaukosten. Auch hier: bei größeren Defekten wurden in dem Segment in der Vergangenheit schon alte gegen neue Module mit mehr Leistung getauscht und die alten Module gingen in das Recycling. Durch andere Wechselrichterkonzepte ist bei den modernen Freilandanlagen mehr Schattentoleranz als bei den Anlagen bis etwa 2012. Beim Repowering (bisher nur wegen defekter Module) ergeben sich damit erhebliche Spielräume für eine Erhöhung der Leistung.

Reale Beispiele:

Beispiel für nun 12 Jahre alte kristalline „Arbeitspferde von einst“:

In dem Solarpark sind 5,5 Megawatt am Netz, basierend auf im Mittel 230 Wattpeak Watt/ 60 Zeller-Modulen – also entsprechen sie dem lange Zeit Standardmaß von 1 mal 1,6 Metern. Die liegen in vier Reihen quer und sind mit zentralen Wechselrichter verschaltet. Durch damaliges Lieferchaos sind dort vor Ort noch auf alter Basis etwa 200 Kilowatt an Gestellen für zusätzliche Leistung schon montiert worden und bis heute leer (die Story gibt es oft).

Wenn wir nun auf gleicher Fläche gegen nun 350 Wattpeak-Module austauschen würden und die reine Wirkungsgraderhöhung mitnehmen – machen wir aus den 5,5 Megawatt dann 8,37 Megawatt.

Mit ganz kleinem Geld kann man eine 5. Reihe anbauen. Der Schattenwinkel gibt das locker her – und wären dann schon 10,47 Megawatt plus der Reserve von dann etwa 400 Kilowatt also bei 10,87 Megawatt. Baut man die Gestelle komplett ab und das ganze neu strukturiert mit den Möglichkeiten der lokalen GRZ (Grundflächenzahl) um dann wären wir bei 6-Reihen- Äquivalent und bei rund 13 Megawatt.

Wegen Defekten schon seinerzeit zwangsweise realisiert sind die folgenden Beispiele:

Aus 2,9 wurden 8 Megawatt: Anlagen-Repowering 2017 mit 275Watt Modulen, wo vorher Dünnschichtmodule installiert waren. Würde das heute nochmal gemacht mit 350 Watt Modulen wären wir bei 10- bis 12,5 Megawatt (10 Megawatt mit gleicher Modulzahl, die Gestelle, Abstand würden weitere Reihe hergeben und dann wären es 12 Megawatt).
Aus 1 Megawatt (Dünnschichtmodule) wurden knapp über 3 Megawatt nach einem Repowering 2019 (heute wären auch 3,4 Megawatt möglich mit 350 Watt Modulen.

Aus 3,9 Megawatt mit Dünnschichtmodulen wurden 12,5 Megawatt im Jahr 2019 – heute wären 14,1 Megawatt machbar.

Fazit:

Mit der Möglichkeit eines aktiven Repowerns können massive Leistungs- und  Energiepotenziale gehoben werden. Die Idee ist auch recht einfach: Die alte Vergütung bleibt für die alte Leistung erhalten, der frei werdende Platz kann neu ins EEG oder die Ausschreibung gehen. Wahlweise könnte er auch über PPAs vermarktet werden.

Und der Umweltschutz?

Auch beim Einsatz der erneuerbaren Energien gibt es immer wieder einen Abwägungsbedarf rund um den Umweltschutz, der neben dem Naturschutz auch Güter wie Landschafts- oder Stadtbild für viele umfasst. Meine Abwägung für das Repowern ist wie folgt.

Im ersten Moment fragt man sich ja schon warum man ein zumeist noch weitestgehend funktionierendes Solarmodul aus einer Anlage abbauen sollte. Schließlich wurde dafür Energie und Rohstoffe aufgewendet und gut gemachte Module halten durchaus 30 Jahre und mehr.

Daher mein Vorschlag: Alle brauchbaren Module aus dem Repowering sehr günstig oder gar „geschenkt ab Solarpark“ für eine zweite Nutzung bereitstellen. Sie könnten unter anderem als Photovoltaik-Balkonmodule weiter genutzt werden. Mit größeren Mengen wird man da sicher auch eine professionelle Wechselrichterlösung entwickeln. Und das würde ganz schnell für Hunderttausende eine sehr billige Version für eine eigene Stromerzeugung bringen. Das wäre damit ein wichtiger Bestandteil für jedes Entlastungspaket. Auch außerhalb dieser Nutzung vor Ort würden diese Module viele Optionen ermöglichen, Menschen Strom zu bringen, die keinen haben. Denn eines ist auch klar: Solarmodule, die noch funktionieren, landen nicht so schnell auf einer wilden Müllkippe in einem armen Land der Welt, da der Strom ist viel wertvoller ist.

Recycling / Upcyling schlechter Module

Und die Module, die nicht mehr gut funktionieren und die damit keine neue Verwendung finden? Sehe ich an dieser Stelle genauer hin, dann haben Solarmodule nach spätestens zwei Jahren die für sie aufgewendete Energie und die damit verbundenen CO2-Emissionen wieder eingespielt. Ein Fakt, den kein Auto, kein Smartphone jemals erreichen wird. Auch können wir bereits heute Solarmodule recht gut recyclen (sicher das ist noch nicht perfekt) und sogar ein „Upcyclen“ ist darstellbar geworden:

Passend zum Thema hat das Fraunhofer ISE eine Meldung zum vollständigen Recycling von Modulen veröffentlicht. Ein neues Modul mit dem recyceltem Silizium hat ein höhere Leistung als das Ausgangsmodell. Eine Option die es im Recycling sonst kaum gibt!  Ich denke es ist sinnvoll diese wirklich tolle Grundlage. Die entstehenden Firmen für komplettes Recycling sollten auch in den diskutierten Industriestrategien eingebunden werden. Denn ob frühzeitiges Repowern oder nicht: Die Mengen an Solarmodulen, die am Ende ihrer langen Lebenszeit ankommen, werden massiv steigen, wenn wir unsere Ausbauziele erreichen wollen.

Der aktive Ausbau einer leistungsfähigen Modul-Vollrecyclingwirtschaft würde damit in Deutschland auch schneller mit größeren Mengen gehen, was sicher auch einen Vorsprung gegebenenfalls Anderen globalen Aktivitäten gibt. Eine sinnvolle Begleitung der Zweitverwendung könnte global auch neue Mengen grünen Stroms schaffen.

„Jedes Modul, bei dem noch Strom rauskommt, findet ein zweites Leben“, kommentierte ein Kollege den vorzeitigen Austausch. Und das ist mehr als richtig: Denn außerhalb bestehender Photovoltaik-Anlagen können diese Module vielfältig auch mit etwas weniger Leistung genutzt werden.

Für mich persönlich ist damit klar, dass ein vorzeitiger Tausch nur massive Vorteile für die Umwelt bringt. Denn verdoppeln wir die installierte Photovoltaik-Leistung, vorzeitig haben wir damit eine extreme CO2 Reduktion – wenn 40 Gigawatt-Potenzial gehoben würden, wären das etwa 27 Millionen Tonnen pro Jahr. Plus die Reduktion anderer Gifte wie Quecksilber aus der Kohleverstromung, Methanleckagen beim Erdgas und vieles mehr. Wir können damit unsere Ziele zum Kohleausstieg besser einhalten und damit auch die damit verbundenen Giftemissionen und die massive Landschaftszerstörung vor Ort beenden. Und wie schon vorher beschrieben, ist nach maximal zwei Jahren der CO2-Aufwand für die neuen Module wieder eingespielt. Werden alte Kompenenten wie beispielsweise Unterkonstruktionen weiterverwendet, was oft geht, dann sinkt diese energetische Amortisationszeit noch weiter.

Bereits vorhandene Standorte von Freilandanlagen können im Zuge des Repowering im Hinblick auf mehr Biodiversität ertüchtigt werden. So könnten etwa passende Saatmischungen oder andere Elemente zur Förderung von beispielsweise Wildbienen integriert werden.

Die massiv effizientere Nutzung von bereits Photovoltaik-Anlagen genutzten Flächen verringert den Bedarf an weiteren Flächen signifikant. So kann man sich bei neuen Flächen auf die Naturschutz und Landschaftsbild verträglichsten Standorte konzentrieren. Vor allem beschleunigt sich der Ausbau auch aus diesem Blickwinkeln, denn komplette Neuplanungen von Freilandanlagen benötigen mittlerweile durchaus drei Jahre und mehr. Ein Repowering kann in vielen Bundesländern mit einer Bauanzeige binnen weniger Wochen begonnen werden, selbst ein Bauantrag hierfür wird in der Regel binnen weniger Monate fertig sein, ebenso gegebenenfalls notwendige Anpassungen am Netzanschluss.

Die gewonnene Zeit ist inmitten der größten Energiekrise seit den siebziger Jahren zudem nicht nur für den Klimaschutz eine gewonnene Zeit. Jede Kilowattstunde Strom wird mehr denn je gebraucht, um die dramatische Preissteigerung zeitnah zu beenden. Die angeführten zusätzlichen 18 Gigawatt alleine im Solarpark-Bereich könnten wir angesichts der aktuellen Energiepreiskrise sowie der Klimakrise sehr gut gebrauchen.

Übrigens hätten auch die Kommunen etwas davon. Die zusätzliche Stromerzeugung über die zusätzliche Leistung würde durch die kommunale Beteiligung viel Geld in die Haushalte der Standortkommunen fließen lassen. Das würde vielen Kommunen helfen, durch die aktuelle Krise zu kommen. Konkret werden bei Zahlung der Abgabe von 0,2 Cent pro Kilowattstunde den bestehenden Standorten über 36 Millionen Euro jährlich zufließen, plus der der zusätzlichen Gewerbesteuer, die mit den neuen Anlagen auf dem gewohnten Platz verbunden ist.

Meine dringende Bitte an die Politik ist daher: Beendet das Bestrafen von schnell verfügbarer solarer Mehrleistung!

Hintergrund zu installierten Mengen, Modulwirkungsgrad und Flächenbedarf:

• vor 2009 installiert wurden 6 Gigawatt mit 5 bis 12,5 Prozent Modulwirkungsgrad oder 8 bis 20 Quadratmeter pro Kilowattpeak Flächenbedarf
• in Boomphase 2009 bis2013 wurden 30 Gigawatt mit 5 bis 14 Prozent Modulwirkungsgrad oder 7 bis 20 Quadratmeter pro Kilowattpeak Flächenbedarf
• 2014 bis 2018 wurden 9 Gigawatt mit 14 bis 17 Prozent Modulwirkungsgrad oder 6 bis 7 Quadratmeter pro Kilowattpeak Flächenbedarf
• 2019 bis heute bis heute haben wir 18 bis 22 Prozent Modulwirkungsgrad und aktuell daraus resultierend nur noch einen Flächenbedarf von mindestens 4,6 Quadratmetern pro Kilowattpeak

— Der Autor Karl- Heinz Remmers ist seit 1992 als Solarunternehmer tätig. Zu Beginn mit der Planung und Montage von Solaranlagen sowie der Produktion von Solarthermie-Kollektoren. Seit 1996 dann parallel unter dem Namen Solarpraxis mit eigenen Fachartikeln, Buch- und Zeitschriftenverlag und dem bis heute aktivem Solarpraxis Engineering. Zu den erfolgreichen Gründungen zählen auch die nun von namhaften Partnern gemachte pv- magazine Group und die Konferenzserie „Forum Neue Energiewelt“. Neben Solarpraxis Engineering sind heute Entwicklung, Planung, Errichtung und Betrieb von Solaranlagen als „IPP“ im Fokus der Aktivität. Zudem betreibt er aktive politische Arbeit im Rahmen des Bundesverbandes Neue Energiewirtschaft (bne). Mehr hier: https://www.remmers.solar/ueber-mich/ —