Nun sind bereits seit einem dreiviertel Jahr die benötigten Darlehen für unsere Solaranlage zugesagt und noch immer scheint es nicht richtig voranzugehen. Für die meisten von euch eher unverständlich, kann man doch von außen nur schwer nachvollziehen, an welchen Details so ein Projekt hängen kann. Grund genug, hier einmal ausführlich die Ursache zu erklären.
Das Chemietechnikum in der Lessingstr. 11, auf dem die Anlage zunächst geplant war, schied nach einer Prüfung der Gebäudestatik im Februar aus. Da diese Prüfung recht kostenaufwändig ist und man uns vorher vonseiten der Uni versicherte, das Dach sei geeignet, konnten wir diese Prüfung erst nach Einwerbung der Darlehen veranlassen. Das Problem war, dass es sich um eine weitgespannte Halle handelt, die in der Mitte keine tragenden Säulen hat und sich nur auf die Außenwände abstützt. Außerdem fehlten statische Angaben zum Gebäude, das noch zu DDR-Zeiten vor allem unter dem Blickwinkel der Kostenersparnis gebaut worden war. Eine komplette Statik für das Technikum zu erarbeiten, war für uns zu teuer, und die Aussagen, die der Statiker mit geringem Aufwand treffen konnte, hätten die Unterkonstruktion der Solaranlage sehr verteuert. Von diesem Dach mussten wir uns also verabschieden.
Die Uni durchforstete anschließend weiter ihren Bestand an Dächern und zog zwei von ihnen in Erwägung, um sie kurz darauf jedoch vor allem aus Kostengründen wieder zu verwerfen. Es vergingen weitere Monate, bis man uns von Seiten des Liegenschaftsdezernats der Uni ein neues Dach anbot, nämlich das Gästehaus der Uni am Herrenberg (auch hier liegt leider keine Gebäudestatik vor). Das Gästehaus hat, wie das Chemie-Technikum, ein Kassettendach. Dieses stützt sich jedoch auf ein Raster von Querstegen, die auf der obersten Geschossdecke aufliegen (siehe Skizze). Von der Gesamtbelastung her ist dieses Dach daher unproblematisch.
Problematisch ist allerdings, dass man das Dach nach Aussage des Statikers nur an genau den Stellen belasten darf, an denen die Stege auf der Geschossdecke aufliegen (grün markiert). Um also zwischen den Stegen Module zu befestigen braucht man wiederum eine solide Unterkonstruktion, die die Auflagepunkte miteinander verbindet, und das ist wieder eine Kostenfrage.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, solch eine Unterkonstruktion zu fertigen (Stahl oder Alu), und viele verschiedene Firmen, die das zu höchst unterschiedlichen Preisen tun und z.T. sehr lange brauchen, um auf eine Anfrage überhaupt erst einmal zu reagieren - da bleibt uns nichts übrig, als uns in Geduld zu üben.
Wann (und wie stark) scheint am Herrenberg die Sonne? Gemeinsam mit der AG Regionalklima und Nachhaltigkeit des Instituts für Geographie gingen wir mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems dieser Frage auf den Grund.
Zunächst haben wir in ein digitales Höhenmodell von Jena und Umgebung das Gästehaus am Herrenberg eingetragen. Das Höhenmodell hat eine horizontale Auflösung von 25m und eine vertikale Auflösung von 1m, so dass wir mit relativ zuverlässigen Aussagen rechnen können. Das Programm simuliert nun ein Sonnenjahr. Dabei berücksichtigt es nicht nur, wann die Sonne hinter den Bergen verschwindet, sondern auch, wieviel indirekte (diffuse) Strahlung uns durch die Umgebung verloren geht. Die Ergebnisse haben wir uns sowohl zusammen als auch getrennt in direkte und diffuse Strahlung ausgeben lassen:
- Gesamtstrahlung

- direkte Strahlung

- diffuse Strahlung

Direkte Strahlung in nennenswertem Umfang geht uns also nur im Dezember (wo die Sonne vollständig hinter der Lichtenhainer Höhe bleibt) und im Januar verloren. Die indirekte Strahlung kommt etwa gleichmäßig vom gesamten Firmament, weshalb die Berge davon einen zeitlich konstanten Anteil wegnehmen. Allerdings wird die indirekte Strahlung von heutigen Solarzellen immer noch etwas weniger effektiv in Strom umgesetzt als direkte. Deshalb werden die Verluste bei den Erträgen in der Realität geringer ausfallen, als die Zahlen vermuten lassen.
Aufschlussreich ist auch die Verteilung der solaren Erträge über das Jahr:

Die Wintermonate Dezember und Januar gehen zusammen nur mit 2,4% (ohne Verschattung) in die Jahreserträge ein, darum ist es hier weniger kritisch, wenn die prozentualen Verluste höher sind.
Hier die wichtigsten Zahlen im Überblick:
gesamt | diffus | direkt | |
ohne Verschattung | 1131 | 249 | 884 |
mit Verschattung | 1060 | 214 | 847 |
Verlust | 6,25% | 14,15% | 4,23% |
Bei dieser Rechnung geht es nur um den prozentualen Verlust. Die absoluten Werte in der Tabelle sind etwas zu hoch, da nicht die lokale Bewölkung in Jena berücksichtigt wurde.
Die Website www.pv-ertraege.de sammelt bundesweit die Erträge von vielen Photovoltaikanlagen. Sie erlaubt es, die Ertragsdatenbank nach regionalen Kriterien oder anhand der gewünschten Anlagenparameter zu durchsuchen.
Unser Dach am Herrenberg liegt im Postleitzahlbereich 07 (Ostthüringen) und hat eine Abweichung von 4° gegen Süden. Die Module können mit einem optimalen Winkel von etwa 30°-35° aufgeständert werden.
Um die Erträge von vergleichbaren PV-Anlagen zu erhalten, folge man diesem Link und wähle die Region Gera / Jena / Saalfeld aus. Anschließend klicke man auf "spezielle Orientierungen und Neigungen" und gebe dort einen Wertebereich entsprechend der obigen Parameter ein (also z.B. Orientierung: 170°-190°, Neigung: 25°-40°). Ein Klick auf "Alle Jahre in Detailansichten" durchsucht die Datenbank und listet alle Ergebnisse auf.
Um größere PV-Anlagen nicht überproportional in den Durchschnitt eingehen zu lassen, sollte man sich an der Angabe "kWh / (kWpeak*Anlage)" orientieren.