PV-Freiflächenanlage
Eine Photovoltaik-Freiflächenanlage bezieht sich auf eine Photovoltaikanlage, die nicht auf einem Gebäude oder an einer Fassade, sondern auf freiem Gelände installiert wird. Solche Anlagen können auf Freiflächen ab einer Fläche von etwa 20.000 Quadratmetern wirtschaftlich betrieben werden.
Photovoltaik-Freiflächenanlagen bieten zahlreiche Vorteile. Sie können erneuerbaren Strom zu äußerst attraktiven Preisen erzeugen – günstiger als Kohle- oder Gaskraftwerke und zudem emissionsfrei. Im Vergleich zum Bau von PV-Anlagen auf Dächern ist die Errichtung von Freiflächen-PV in der Regel wesentlich kostengünstiger. Darüber hinaus haben gut platzierte Freiflächenanlagen den Vorteil, dass sie tagsüber effizienter Sonnenlicht einfangen können als viele Gebäude.
Für Grundeigentümer bieten Photovoltaik-Freiflächenanlagen eine hervorragende Möglichkeit, attraktive Pachteinnahmen zu erzielen und ihr Einkommen signifikant zu steigern. Des Weiteren besteht die Option für Grundeigentümer, entweder selbst an dem PV-Projekt auf ihrem eigenen Grundstück teilzunehmen oder den Solarpark eigenständig zu betreiben.
Für jede installierte Kilowattpeak (kWp) benötigt eine Freiflächen-Photovoltaikanlage zwischen 8 und 10 Quadratmetern Platz. Das bedeutet, dass man in der Regel mit einer Leistung von etwa 0,2 kWp pro Quadratmeter rechnen kann.
Es ist von großer Bedeutung zu beachten, dass neben einer verstärkten Installation von Photovoltaikanlagen auf Dächern auch der Ausbau von Photovoltaikanlagen auf Freiflächen notwendig ist, um die Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) spielt hierbei eine zentrale Rolle, da es die Förderung und Vergütung von Freiflächen-Photovoltaikanlagen regelt und somit die Wirtschaftlichkeit und den Markt der erneuerbaren Energien
FAQ – Häufige Fragen zu PV-Freiflächenanlagen
Was kostet eine PV-Freiflächenanlage?
Die Kosten für eine PV-Freiflächenanlage können stark variieren, abhängig von zahlreichen Faktoren wie Standort, Größe der Anlage, verwendete Technologie und spezifische Projektanforderungen. Hier sind einige der Hauptkostenfaktoren sowie typische Preisspannen:
Hauptkostenfaktoren
- Größere Photovoltaik-Freiflächenanlagen (mehrere Megawatt) profitieren oft von Skaleneffekten, die die Kosten pro Kilowatt (kW) reduzieren.
- Technologie und Modultyp
- Monokristalline Module sind teurer als polykristalline oder Dünnschichtmodule, bieten jedoch höhere Effizienzen und damit eine bessere Flächennutzung. Bei Freiflächen-Photovoltaik ist die optimale Ausrichtung zur Sonne und die Vermeidung von Verschattung entscheidend für die Effizienz.
- Landkosten: Preise für Pacht oder Kauf des Landes können stark variieren.
- Sonneneinstrahlung: Regionen mit höherer Sonneneinstrahlung sind kostenwirksamer.
- Bodenbeschaffenheit: Schwieriges Gelände kann die Baukosten erhöhen.
- Arbeitskosten: Diese variieren je nach Region und Verfügbarkeit von Fachkräften.
- Balance of System (BoS): Zu den BoS-Komponenten gehören Wechselrichter, Verkabelung, Montagesysteme usw.
- Genehmigungen und Verwaltungskosten
- Kosten für die Beantragung von Baugenehmigungen, Umweltgutachten und andere behördliche Anforderungen.
- Betrieb und Wartung (O&M)
- Laufende Betriebskosten und regelmäßige Wartungsarbeiten müssen in die Gesamtkosten eingerechnet werden.
Typische Preisspannen
Die Kosten für Freiflächen-P liegen in Deutschland im Allgemeinen zwischen 800 und 1.200 Euro pro installierter Kilowattstunde (kWp). Hier eine grobe Aufschlüsselung:
- Kleine Freiflächenanlagen (bis zu 1 MW)
- Mittlere Freiflächenanlagen (1 bis 10 MW)
- Große Freiflächenanlagen (über 10 MW)
Zusätzliche Überlegungen
- Förderungen und Anreize: Es gibt zahlreiche staatliche Förderprogramme und Steuervergünstigungen, die die Initialkosten reduzieren können.
- Einspeisevergütung: Die Vergütung für ins Netz eingespeisten Strom kann die Rentabilität einer PV-Freiflächenanlage erheblich beeinflussen.
- Finanzierungsmodelle: Viele Projekte nutzen Fremdfinanzierung, um die Anfangsinvestitionen zu verteilen.
- Photovoltaik Anlagen: Bei der Planung und Errichtung von Photovoltaik Anlagen, wie festaufgeständerte Photovoltaik Freiflächenanlagen, Anlagen mit Tracker-Unterkonstruktion, Agri-Photovoltaik-Anlagen und Floating Solarparks, müssen verschiedene rechtliche Rahmenbedingungen und Fördermöglichkeiten berücksichtigt werden. In Deutschland spielen dabei auch die Privilegierung im Baugesetzbuch und die Stromgestehungskosten
Fazit
Die Planung und Umsetzung einer PV-Freiflächenanlage erfordert eine sorgfältige Analyse der Kosten und potenziellen Erträge. Es ist ratsam, sich mit spezialisierten Ingenieurbüros und Finanzberatern zusammenzusetzen, um ein detailliertes und maßgeschneidertes Kostenangebot zu erhalten.
Was kostet 1 ha PV-Freiflächenanlage?
Die Kosten für eine PV-Freiflächenanlage auf 1 Hektar (ha) Land hängen von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Effizienz der verwendeten Module, die spezifische Standortbedingungen und die Gesamtplanung des Projekts.
Annahmen für die Berechnung
- Flächenbedarf pro kWp: Im Durchschnitt benötigt eine Freiflächenanlage etwa 1-2 Hektar pro Megawatt Peak (MWp), abhängig von der Modulart und der Dichtheit der Installation. Für diese Berechnung nehmen wir einen mittleren Wert von 1,5 Hektar pro MWp an.
- Kosten pro kWp: Typischerweise liegen die Installationskosten zwischen 800 und 1.200 Euro pro kWp je nach Anlagenkomplexität und Standort.
Berechnungen
Schritt 1: Ermitteln der installierten Leistung pro Hektar
Schritt 2: Ermitteln der Gesamtkosten pro Hektar
- Installationskosten pro kWp:
Daher betragen die Installationskosten pro Hektar:
- Niedrig: 0,67 MWp × 1.000 kWp/MWp × 800 Euro/kWp = 536.000 Euro
- Hoch: 0,67 MWp × 1.000 kWp/MWp × 1.200 Euro/kWp = 804.000 Euro
Ergebnis
Die Kosten für eine PV-Freiflächenanlage auf 1 Hektar Land liegen typischerweise zwischen 536.000 Euro und 804.000 Euro, abhängig von den spezifischen Projektanforderungen und den gewählten Technologien.
Weitere Überlegungen
- Zusätzliche Kosten: Zu den oben genannten Installationskosten können zusätzliche Kosten für Genehmigungen, Netzanschluss, Betrieb und Wartung (O&M) und eventuelle Bodenvorbereitungen hinzukommen. Bei der Installation von Photovoltaik auf Freiflächen ist es wichtig, die Effizienz der freien Ausrichtung und Aufständerung der Solarmodule zu berücksichtigen, um eine optimale Stromerzeugung zu gewährleisten.
- Förderungen und Anreize: Staatliche Förderungen und Subventionen können die Gesamtkosten erheblich reduzieren.
- Länderspezifische Gegebenheiten: Die Kosten können je nach Land variieren, insbesondere hinsichtlich der Arbeitskosten und der lokalen Sonn
Fazit
Die genauen Kosten einer PV-Freiflächenanlage auf 1 Hektar Land können nur durch eine detaillierte Projektspezifikation und eine gründliche Analyse der individuellen Bedingungen bestimmt werden. Es ist ratsam, sich mit Experten für Photovoltaikanlagen zusammenzusetzen, um ein maßgeschneidertes Angebot zu erhalten.
Wie hoch ist die Vergütung für eine Freiflächenanlage PV?
Die Vergütung für den in das Netz eingespeisten Strom aus Freiflächen-Photovoltaikanlagen (PV) in Deutschland wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt und kann sich je nach Jahr, Anlagengröße und spezifischen Bedingungen ändern. Hier sind einige der wichtigen Punkte zur aktuellen Vergütung:
Einspeisevergütung 2024 nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
Für das Jahr 2024 gibt es folgende Vergütungssätze gemäß dem EEG:
- Anlagen bis 100 kWp
- Anlagen über 750 kWp
- Diese Anlagen nehmen in der Regel an Ausschreibungen teil. Die Höhe der Vergütung wird durch die Ausschreibung ermittelt und kann daher variieren. Die Photovoltaik-Leistung spielt hierbei eine entscheidende Rolle, da die Einspeisevergütung basierend auf der installierten Kapazität angepasst wird.
Ausschreibungsverfahren
Für größere Freiflächenanlagen (über 750 kWp) ist die Teilnahme an einem Ausschreibungsverfahren notwendig. Die Bundesnetzagentur veröffentlicht regelmäßig Ausschreibungen, bei denen Betreiber von PV-Anlagen Gebote abgeben können. Die Gebote mit den niedrigsten Kosten pro kWh werden ausgewählt und erhalten den Zuschlag.
- Vergütungssatz: Wird durch das niedrigste erfolgreiche Gebot im Ausschreibungsverfahren bestimmt. Dieser liegt oft im Bereich von 4 bis 6 Cent pro kWh, kann aber je nach Marktlage und Wettbewerb variieren.
Degression der Vergütung
Die Einspeisevergütung unterliegt einer monatlichen Degression, d.h., die Vergütungssätze sinken regelmäßig. Der genaue Wert der Degression hängt vom Zubau an PV-Kapazitäten ab. Je mehr Kapazität hinzukommt, desto stärker fällt die Degression aus.
Marktprämienmodell
Neben der festen Einspeisevergütung gibt es auch das Marktprämienmodell, bei dem Betreiber ihren Strom direkt vermarkten und eine Marktprämie als Ausgleichszahlung erhalten. Dies kann besonders für größere Anlagen wirtschaftlich vorteilhaft sein.
Weitere Faktoren
- Standortwahl: Der Standort der Anlage kann Einfluss auf die Vergütung haben, insbesondere hinsichtlich der regionalen Sonneneinstrahlung und der Netzanbindungskosten.
- Förderprogramme: Es gibt zusätzliche Fördermöglichkeiten durch Bund, Länder und Kommunen, die die Wirtschaftlichkeit verbessern können.
Fazit
Die genaue Vergütung für eine Freiflächen-PV-Anlage hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Größe der Anlage und der Ergebnisse von Ausschreibungsverfahren. Für kleinere Anlagen bis 100 kWp sind die Vergütungssätze festgelegt, während größere Anlagen an Ausschreibungen teilnehmen müssen.
Was bringt 1 ha Solarpark?
Die Erträge eines 1 Hektar großen Solarparks hängen von mehreren Faktoren ab, einschließlich der geografischen Lage, der Sonneneinstrahlung, der Effizienz der verwendeten Module und der spezifischen Auslegung der Anlage. Hier ist eine grobe Schätzung der möglichen Energieproduktion und der damit verbundenen Einnahmen:
Annahmen zur Berechnung
- Installierte Leistung pro Hektar:
- Jährliche Stromproduktion:
- Die spezifische Stromproduktion hängt von der Sonneneinstrahlung ab, die in Kilowattstunden pro installierter Kilowatt Peak (kWh/kWp) gemessen wird.
- In Deutschland liegt die spezifische Stromproduktion typischerweise zwischen 900 und 1.200 kWh/kWp pro Jahr. Für diese Berechnung nehmen wir einen mittleren Wert von 1.000 kWh/kWp an.
Berechnungen
- Schritt 1: Jährliche Stromproduktion
- Schritt 2: Einnahmen durch Einspeisevergütung
- Einspeisevergütung für Freiflächenanlagen bis 750 kWp:
- Nehmen wir an, die Vergütung liegt bei 5,5 Cent pro kWh (dies variiert je nach Ausschreibung und genauer Anlagengröße).
Einnahmen = 670.000 kWh × 0,055 Euro/kWh = 36.850 Euro pro Jahr
- Direktvermarktung und Marktprämienmodell:
- Die Einnahmen können auch durch Direktvermarktung und Marktprämien erzielt werden, was leicht variieren kann.
- Einspeisevergütung für Freiflächenanlagen bis 750 kWp:
Weitere Überlegungen
- Betriebs- und Wartungskosten: Diese Kosten sollten ebenfalls berücksichtigt werden und betragen typischerweise zwischen 1-2% der Investitionskosten pro Jahr. Bei einer Anlage von 1 Hektar könnten sie jährlich zwischen 5.000 und 10.000 Euro liegen.
- Degradation der Module: PV-Module verlieren im Laufe der Zeit an Effizienz, typischerweise um 0,5-1% pro Jahr.
- Finanzierungsmodelle: Je nach Finanzierung können Zinsen und Tilgungen die jährlichen Nettoeinnahmen beeinflussen.
Fazit
Ein 1 Hektar großer Solarpark in Deutschland kann jährlich etwa 670.000 kWh produzieren und dabei Einnahmen von ca. 36.850 Euro generieren, basierend auf einer Einspeisevergütung von 5,5 Cent pro kWh. Nach Abzug der Betriebs- und Wartungskosten sowie unter Berücksichtigung der Degradation der Module sollten die langfristigen Erträge und Rentabilität genau kalkuliert werden.
Wie viel KW pro m2 Freifläche?
Die installierte Leistung pro Quadratmeter (m²) Freifläche bei Photovoltaikanlagen hängt stark von der Effizienz der verwendeten PV-Module und der spezifischen Anordnung der Anlage ab. Im Allgemeinen kann man jedoch einige durchschnittliche Werte annehmen, um eine grobe Schätzung zu erhalten.
Annahmen zur Berechnung
- Effizienz der Module:
- Monokristalline Module: etwa 18-22% Wirkungsgrad.
- Polykristalline Module: etwa 15-17% Wirkungsgrad.
- Dünnschichtmodule: etwa 10-12% Wirkungsgrad.
- Flächenbedarf:
Berechnungen
- Schritt 1: Fläche pro kWp
- Als Durchschnittswert kann angenommen werden, dass etwa 8 m² benötigt werden, um 1 kWp zu installieren.
- Schritt 2: Leistung pro m²
Das bedeutet, dass unter typischen Bedingungen etwa 0,125 kWp (125 Wp) pro Quadratmeter installiert werden können.
Beispielberechnung
- Für eine Freifläche von 1 Hektar (10.000 m²):
Faktoren, die die Berechnung beeinflussen
- Modultechnologie und Effizienz:
- Anlagendesign und Layout:
- Der Abstand zwischen den Reihen (für Wartung und Vermeidung von Verschattung) beeinflusst die Flächenausnutzung.
- Optimaler Neigungswinkel und Ausrichtung zur Maximierung der Sonneneinstrahlung.
- Geografische Lage:
- Abweichungen durch lokale Sonneneinstrahlung und klimatische Bedingungen.
- Regulatorische Anforderungen:
- Möglicherweise sind Mindestabstände oder spezielle Anforderungen an den Anlagendesign erforderlich.
Fazit
Im Durchschnitt kann man davon ausgehen, dass eine Freifläche etwa 0,125 kWp pro Quadratmeter aufnehmen kann. Dies ist ein allgemeiner Richtwert und die genaue installierte Leistung kann je nach den oben genannten Faktoren variieren.
Wo darf eine PV Freiflächenanlage sein?
Die Standortwahl für eine PV-Freiflächenanlage ist entscheidend und wird durch eine Reihe von gesetzlichen, technischen und wirtschaftlichen Faktoren bestimmt. In Deutschland gelten spezifische Regelungen, die den Bau solcher Anlagen beeinflussen. Hier sind einige der Hauptkriterien und Regelungen:
Gesetzliche Rahmenbedingungen in Deutschland
- Baugesetzbuch (BauGB)
- Freiflächenanlagen sind in der Regel „privilegierte Vorhaben“ nach § 35 BauGB und können im Außenbereich gebaut werden, wenn sie nicht den öffentlichen Belangen widersprechen.
- Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
- Das EEG fördert den Ausbau erneuerbarer Energien und enthält spezifische Vorschriften zur Förderung von PV-Freiflächenanlagen.
- Anlagen außerhalb von sogenannten „benachteiligten Gebieten“ oder auf bestimmten Flächenkategorien (z.B. Konversionsflächen, Seitenrandstreifen von Autobahnen und Schienenwegen) haben oft Sonderregelungen.
- Bebauungspläne und Flächennutzungspläne
- Kommunen können durch Bebauungspläne und Flächennutzungspläne Flächen für die Nutzung von PV-Anlagen ausweisen.
- Es ist notwendig, die Planungsbehörden frühzeitig einzubeziehen und Genehmigungsverfahren zu durchlaufen.
Geeignete Standortkategorien
- Konversionsflächen
- Ehemals militärisch oder industriell genutzte Flächen, die nun brachliegen.
- Diese Flächen werden oft bevorzugt, da sie keine landwirtschaftlichen Nutzflächen überbauen und damit weniger Konflikte verursachen.
- Seitenrandstreifen von Autobahnen und Schienenwegen
- Landstreifen entlang von Verkehrsinfrastrukturen sind oft gut geeignet.
- Diese Standorte profitieren von bestehender Infrastruktur und haben in der Regel weniger Nutzungskonflikte.
- Benachteiligte landwirtschaftliche Gebiete
- Diese Gebiete sind oft weniger produktiv für die Landwirtschaft und daher geeigneter für PV-Anlagen.
- Die Definition dieser Gebiete kann je nach Bundesland variieren.
- Ehemalige Deponien und Halden
- Diese Flächen sind aufgrund ihrer früheren Nutzung oft für andere Zwecke ungeeignet, bieten aber gute Möglichkeiten für PV-Anlagen.
Technische und wirtschaftliche Kriterien
- Sonneneinstrahlung
- Optimal sind Standorte mit hoher Sonneneinstrahlung über das Jahr hinweg.
- Südliche Ausrichtung und Neigung der Module fördern eine maximale Energieausbeute.
- Topografie
- Flaches oder leicht geneigtes Gelände ist ideal, um Installationskosten niedrig zu halten.
- Vermeidung von Schatten durch nahegelegene Bäume, Gebäude oder Hügel.
- Netzanbindung
- Nähe zu einem Einspeisepunkt oder Umspannwerk ist wichtig, um die Kosten für Netzanbindung zu minimieren.
- Verfügbarkeit und Kapazität des Netzanschlusses sollten geprüft werden.
- Grundstücksgröße und -zuschnitt
- Große zusammenhängende Flächen sind vorteilhaft.
- Der Zuschnitt des Grundstücks sollte möglichst rechteckig sein, um die Anordnung der Module zu optimieren.
Umwelt- und Naturschutzaspekte
- Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP)
- Bei größeren Anlagen kann eine UVP erforderlich sein, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu bewerten.
- Naturschutzgebiete und geschützte Arten
- PV-Anlagen dürfen nicht in Naturschutzgebieten oder auf Flächen errichtet werden, die Lebensraum geschützter Arten sind.
- Voruntersuchungen und Gutachten sind häufig notwendig.
Fazit
Die Auswahl eines geeigneten Standorts für eine PV-Freiflächenanlage erfordert eine sorgfältige Prüfung gesetzlicher Bestimmungen, technischer Anforderungen und wirtschaftlicher Aspekte. Eine frühzeitige Einbindung von Planungsbehörden und Fachberatern kann helfen, die beste Entscheidung zu treffen und mögliche Konflikte zu vermeiden.
Warum Trafo bei PV-Freiflächenanlage?
Ein Transformator (kurz: Trafo) ist ein unverzichtbarer Bestandteil von PV-Freiflächenanlagen, da er mehrere wichtige Funktionen erfüllt. Hier sind die Hauptgründe, warum ein Transformator in solchen Anlagen notwendig ist:
1. Spannungsanpassung
Erhöhung der Spannung
- DC zu AC Umwandlung: PV-Module erzeugen Gleichstrom (DC). Dieser wird durch Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt.
- Niedrige Spannung der PV-Module: Der Ausgang der PV-Wechselrichter liegt in der Regel bei Niederspannung (400 V bis 1.000 V AC).
- Netzspannung: Das Stromnetz arbeitet jedoch auf einer höheren Spannungsebene, z.B. Mittelspannung (10 kV bis 30 kV) oder Hochspannung (über 100 kV).
Transformationsprozess
- Der Transformator erhöht die vom Wechselrichter erzeugte Niederspannung auf die für das Netz erforderliche Mittel- oder Hochspannung.
- Diese Spannungsanpassung minimiert Verluste beim Transport des Stroms über längere Strecken zu den Verbrauchern oder ins öffentliche Netz.
2. Netzstabilität und Effizienz
Minimierung von Leitungsverlusten
- Durch die Erhöhung der Spannung wird der Stromfluss reduziert, was die Leitungsverluste auf dem Weg zum Einspeisepunkt oder Umspannwerk verringert.
- Dies führt zu einer effizienteren Übertragung des erzeugten Stroms.
Netzqualität
- Der Transformator trägt zur Stabilität und Qualität des Netzes bei, indem er hilft, Spannungs- und Frequenzschwankungen auszugleichen.
- Er ermöglicht eine zuverlässige und konstante Einspeisung des PV-Stroms ins Netz.
3. Schutz und Sicherheit
Überspannungsschutz
- Transformatoren können mit Schutzvorrichtungen ausgestattet werden, um die PV-Anlage und das Netz vor Überspannungen zu schützen.
- Dies ist besonders wichtig bei Blitzeinschlägen oder plötzlichen Spannungsspitzen.
Isolation
- Transformatoren bieten eine galvanische Trennung zwischen der PV-Anlage und dem öffentlichen Netz.
- Diese Isolation schützt sowohl die PV-Anlage als auch das Netz vor elektrischen Fehlern und erhöht die Sicherheit.
4. Kompatibilität mit Netzanforderungen
Erfüllung gesetzlicher und technischer Vorgaben
- Netzbetreiber stellen spezifische Anforderungen an die Einspeisung von Strom, einschließlich der geforderten Spannungsebene und Netzqualität.
- Transformatoren sind notwendig, um diese Anforderungen zu erfüllen und die Anlage konform zu betreiben.
Fazit
Der Einsatz eines Transformators in einer PV-Freiflächenanlage ist unerlässlich, um die erzeugte elektrische Energie effizient und sicher in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Er sorgt für die notwendige Spannungsanpassung, minimiert Verluste, trägt zur Netzstabilität bei und erhöht die Sicherheit der Anlage.
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