Photovoltaik

Neben der Windenergie wird die Stromerzeugung mittels Photovoltaik zur Energiewende in der Klimaallianz Bamberg beitragen müssen. Mit Blick auf die Nutzung der Sonnenenergie weisen unter Zugrundelegung der vorhandenen Globalstrahlungswerte praktisch alle Städte und Gemeinden der Klimaallianz Bamberg eine grundsätzliche Eignung auf. 

Besonders gut geeignet sind die Gemeinden Buttenheim, Heiligenstadt, Königsfeld, Stadelhofen und Wattendorf im Osten des Landkreises, in denen relativ hohe, über dem Landkreisdurchschnitt liegende Globalstrahlungswerte zu verzeichnen sind. 

Insgesamt liegt die jährliche Globalstrahlung im Untersuchungsgebiet gemäß der Fraunhofer UMSICHT - Studie zwischen 875 und 1.175 kWh/qm, in den östlich gelegenen Gemeinden liegt sie bei mind. 1.055 kWh/qm.

Die Globalstrahlung stellte bei der Erstellung des Solarflächenkatasters für die Stadt und den Land-kreis Bamberg die wichtigste Grundlage für die Berechnung des Solarpotenzials im Untersuchungs-gebiet dar. Weitere wichtige Berechnungsfaktoren sind die im Untersuchungsgebiet verfügbaren Flächen für Solarmodulinstallationen sowie die jeweils verwendete Anlagentechnik. Als nutzbare Flächen kommen  neben Freiflächen  vor allem Dachflächen  in Frage, wobei die Nutzbarkeit dieser Flächen von besonderen Faktoren abhängt. 

So sind z.B. bei Dachflächen folgende Faktoren zu berücksichtigen: Flach- oder Schrägdach, bauliche Restriktionen (Tragfähigkeit, Denkmalschutz, Dachaufbauten),  Abschattungen, Neigungswinkel, Dachausrichtung.

Hinsichtlich der Anlagentechnik können unter Standardtestbedingungen Modulwirkungsgrade zwi-schen 13 und 25% bei Modulen aus großtechnischer Produktion erreicht werden. Unter realen Be-dingungen werden die größten Wirkungsgrade bei Materialien aus monokristallinem Silizium (high efficiency: ca. 18%, Standard: ca. 15,5%) erreicht. Etwas geringer liegt der Wirkungsgrad bei polykristallinem Silizium (ca. 14,5%) und deutlich geringer bei amorphem Silizium (ca. 6%). Abzüge im Nutzungsgrad des Gesamtsystems müssen durch Wechselrichterverluste und Verluste durch Verschmutzung hingenommen.

Durchschnittliche Globalstrahlung in Stadt und Landkreis Bamberg

Auf Basis des erneuerbaren Anlagenbestands und der Ausbaufaktoren entsprechend der BMU Leitstudie 2010 wurde der zukünftige erneuerbare Versorgungsmix ermittelt. Auf Ebene des Landkreises und der Stadt Bamberg wird danach die Photovoltaik einen Anteil von 57 % an der zu 100 % auf erneuerbaren Energien beruhenden Energieversorgung beitragen. 

Potenzial Dachfläche Photovoltaik

Die anhand der Potenzialanalyse ermittelte Dachfläche zur solaren Energiegewinnung beläuft sich auf annähernd 563 ha. Die im Landkreis ermittelte und zur solaren Energiegewinnung nutzbare Dachfläche von 563 ha teilt sich auf in 76 ha solarthermisch nutzbare Dachfläche und 486 ha Kollektorfläche zur Stromgewinnung mit Photovoltaikanlagen. Dies entspricht einer prozentualen Aufteilung von 13 % für Solarthermie und 87 % für Photovoltaik. Auf dieser Fläche kann eine photovoltaische Leistung von 884 MWp installiert werden. Bezogen auf das Jahr 2035 können jährlich 743.000 MWh elektrischer Strom erzeugt werden. Dies entspricht einer Energiemenge von 3.500 kWhel pro Einwohner. Ende 2010 betrug die pro Einwohner durch Photovoltaik erzeugte Energie weniger als 350 kWhel pro Jahr.

Potenzial Freifläche Photovoltaik

Auf Basis der gewonnenen Flächeninformationen werden im Rahmen der Potenzialanalyse die solaren Potenziale berechnet. Mit Hilfe gemeindebezogener Strahlungswerte und unter Annahme einer optimalen Südausrichtung der Module wird das Freiflächenpotenzial bestimmt. Für das Untersuchungsgebiet resultiert ein Photovoltaikpotenzial auf Freiflächen von insgesamt 578.405 MWhel/a. Die dargestellte Verteilung des Freiflächenpotenzials auf die einzelnen Städte und Gemeinden lässt vier Kommunen erkennen, deren Potenzial besonders hoch ist. Das größte Stromerzeugungspotenzial liegt bei den kommunal präferierten Freiflächen (KPF) mit einem Anteil von 38 %. An zweiter Stelle folgen die alternativen Potenzialflächen (APF) mit 26 %, die jedoch von den Gemeinden nicht präferiert sind. Hinzu kommen die KGF- und KPF/ EEG-Flächen mit jeweils 14 %.

Darstellung Freiflächenpotenzial Photovoltaik je Gemeinde [MWhel/a]

Für das Jahr 2035 wird für die Stadt und den Landkreis Bamberg ein elektrischer Bedarf von 1.122.451 MWhel prognostiziert. Unter der Annahme, dass 57 % des Strombedarfs durch Photovoltaik zu decken sind, reduziert sich die Strommenge auf 636 GWhel. Das gesamte PV-Potenzial im Untersuchungsgebiet nimmt einen Wert von 1.321 GWhel ein. Mit dem ermittelten Photovoltaikpotenzial kann der benötigte Strombedarf gedeckt werden.  Zum Erreichen des Autarkieszenarios im Bereich Strom muss der Photovoltaikbestand von 78,8 MWP in den kommenden Jahren bis Anfang 2035 auf 706 MWP installierte Photovoltaikleistung ausgebaut werden.