N ur fünf Minuten dauert es von der Autobahnabfahrt, bis er im Blickfeld erscheint: Auf der grünen Wiese steht der riesige Gebäudekomplex, der an ein Bauwerk aus der Kinderzeit erinnert. Wie übereinandergestapelte blaue und orangefarbene Würfel sehen die Gebäude des neuen Logistikzentrums von Pfenning Logistik in Heddesheim aus. Draußen brennt die heiße Spätsommersonne auf das Dach der neuen Lagerhallen. Die Temperatur der Kühlhäuser im Inneren des Multicube – so nennt Pfenning sein neu errichtetes Logistikzentrum – beträgt zwei bis drei Grad Celsius.
Diese Kühlung kostet viel Strom. Und der ist teuer. Deshalb hat sich der Transportspezialist für eine Photovoltaikanlage entschieden. Nicht die Einspeisevergütung veranlasste die Projektverantwortlichen von Pfenning zu einer Fahrt in das etwa 35 Kilometer südlich gelegene Waghäusel in das Planungsbüro des Anbieters von Solarstromsystemen Wirsol. Es war der hohe und weiter steigende Strompreis, gegen den sich der Logistiker absichern will. „Schließlich ist der Eigenverbrauch von Strom aus der Solaranlage auf dem Dach heute schon billiger als Industriestrom“, sagt Steffen Steinel, auf den die Projektverantwortlichen von Pfenning in Waghäusel trafen.
Er sollte eine Solarstromanlage auslegen, mit der das Logistikunternehmen möglichst viel des für die Kühlung benötigten Stromes mit der Sonne produzieren kann. Nachdem die Anlage fertig war, zeigte sich schnell, dass beides von Anfang an perfekt zusammenpasste: das Lastprofil in der Halle mit dem Erzeugungsprofil der Solaranlage auf dem Dach. „Wir erreichen mit der Solarstromanlage auf dem Dach des Logistikzentrums eine Deckungsrate von 90 Prozent“, erklärt Steinel voller Stolz. Zu Recht, denn nur zehn Prozent seines Stroms muss Pfenning noch vom Energieversorger teuer dazukaufen, ein Wert, der sich sehen lassen kann.
Diese hohe solare Deckung erreicht Wirsol mit der Größe der Anlage. Immerhin 8,1 Megawatt haben die Badener auf die Dächer des Logistikzentrums gebaut. Das ging nur mit einem System in Ost-West-Ausrichtung. Ein System mit Südausrichtung hätte nicht ausgereicht. Schließlich standen nur elf Hektar Dachfläche zur Verfügung. Das sind zwar immerhin 110.000 Quadratmeter. Doch nur mit einem Ost-West-System konnten die Installateure von Wirsol genügend Module auf das Dach bauen.
Die gewählte Ausrichtung der Anlage hat jedoch noch mehr Vorteile. „Wir haben das auf 15 Minuten aufgelöste Lastprofil des Logistikzentrums animiert, um das Erzeugungsprofil der Anlage diesem Lastprofil anzunähern“, erklärt Steinel die Vorgehensweise. Die Ost-West-Ausrichtung sorgt schließlich dafür, dass der Generator schon die Energie der aufgehenden Sonne nutzt und früher am Tag Strom produziert als Anlagen mit Südausrichtung. Die nach Westen ausgerichteten Module hingegen bedienen sich der Nachmittagssonne, um Strom für das Verteilzentrum bereitzustellen. „Wir haben sozusagen die Erzeugungsspitzen abgeschnitten“, sagt Steffen Steinel. Die Größe des Generators wurde so ausgelegt, dass er die Halle im Winter gut mit Solarstrom versorgt. Die dadurch entstehende Überproduktion im Sommer ist relativ gering, da die Kühlanlagen in den beiden Hallen in den warmen Monaten mehr Strom brauchen als in den kälteren Wintermonaten.
Doch nicht immer kommt das Lastprofil eines Unternehmens den Planern so entgegen wie das der Kühlhallen von Pfenning Logistik in Heddesheim. Die Besonderheit dort ist, dass im Unterschied zu anderen Unternehmen die Kühlanlagen in den beiden Hallen einen gleichmäßigen täglichen Stromverbrauch haben. Das gilt auch für die Wochenenden, wenn die Photovoltaikanlagen anderer Gewerbebetriebe zu viel Strom produzieren und ihn ins Netz einspeisen müssen. Hier müssen die Systemanbieter noch detaillierter planen.
Trend zur maßgeschneiderten Anlage
„Solche maßgeschneiderten Konzepte werden immer mehr zum Trend“, weiß der Projektleiter von Wirsol. Nur auf diese Art werden heutzutage Gewerbedächer zu Solardächern. Lange ist es her, dass Unternehmer ihre Dachflächen mit Solarmodulen voll belegt haben, um möglichst viel Einspeisevergütung zu bekommen. „Wenn ein Gewerbetreibender im Jahr 2010, zu Zeiten mit hohen Einspeisevergütungen, eine Anlage mit 50 Kilowatt Leistung auf sein Dach gebaut hat, hätte er einen Einspeisetarif von knapp 37 Cent pro Kilowattstunde bekommen“, erinnert sich Sebastian Geier, Produktmanager bei IBC Solar. „Allerdings waren die Systemkosten damals noch relativ hoch. Wir haben immer mit 2.800 Euro pro Kilowatt gerechnet. Damit konnte man dennoch eine Rendite von 13,5 Prozent erwirtschaften. Wenn der Unternehmer jetzt mit seiner Solarstromanlage auf den Einspeisetarif spekuliert, kann er eine Rendite von sieben Prozent erwirtschaften, und das trotz der gesunkenen Systemkosten.“
Derzeit liegt die Einspeisevergütung mit etwa zwölf Cent pro Kilowattstunde knapp halb so hoch wie vor drei Jahren. Dennoch gibt es eine wirtschaftliche Lösung: „Wenn es der Unternehmer schafft, den Strom aus dieser 50-Kilowatt-Anlage zu 47 Prozent selbst zu verbrauchen, ist er wieder bei einer Rendite von 13,5 Prozent“, sagt Geier. „Der Hebel für die Wirtschaftlichkeit einer neuen Solarstromanlage, den wir derzeit haben, ist der Eigenverbrauch.“
Die entscheidenden Größen sind die Gestehungskosten des Solarstroms und der Strompreis, den das Unternehmen bekommt. Je nach Höhe des Systempreises geht IBC Solar von Stromgestehungskosten von derzeit 10 bis 13 Cent pro Kilowattstunde aus. Dazu kommt noch die Einspeisevergütung, die bei einer Anlage zwischen 10 und 40 Kilowatt Leistung derzeit bei 13,54 Cent pro Kilowattstunde liegt. Gewerbetreibende zahlen hingegen im Schnitt zwischen 15 und 19 Cent netto für die Kilowattstunde Strom an den Energieversorger – Tendenz steigend. „Wir rechnen mit etwa drei Prozent Anstieg bei den Stromkosten pro Jahr“, sagt Sebastian Geier. „Das war zwar in den vergangenen Jahren höher. Für Gewerbebetriebe lag seit 2006 die durchschnittliche Steigerung bei vier Prozent pro Jahr. Doch mit den drei Prozent sind wir auf der sicheren Seite. Da liegt es auf der Hand, dass man den Strom eher selbst verbraucht, bevor man den ins Netz einspeist“, betont er.
Anlagengröße ist Stellschraube
Die einfachste Stellschraube, die ein Anlagenplaner hat, um den Eigenverbrauch weiter in die Höhe zu treiben, ist die Größe des Generators. Denn wenn man im Verhältnis zum Stromverbrauch des Gewerbes eine viel zu kleine Anlage baut, kann der Unternehmer schnell eine sehr hohe Eigenverbrauchsquote erreichen. „Aber das hat ökonomisch keinen Sinn, denn ausschlaggebend ist der wirtschaftliche Gesamtnutzen“, betont Geier.
Die Anlage sollte also so genau wie möglich auf den Stromverbrauch des Unternehmens abgestimmt sein. „Schließlich will das Unternehmen auch eine möglichst hohe Einsparung an Stromkosten erreichen. Deshalb kommt es auf die Ausgewogenheit von Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad – also dem Grad der Unabhängigkeit vom Energieversorger – an“, ergänzt Christoph Kremin, Projektmanager System Engineering bei Conergy.
Der Hamburger Systemanbieter hat sich unter anderem auf den Bau von großen Anlagen für Gewerbebetriebe spezialisiert. „Doch wenn die Anlage größer wird, kommt der Gewerbebetrieb nicht umhin, im Sommer die Überproduktion ins Netz einzuspeisen“, sagt Kremin. „Ich würde deshalb heute jedem Betrieb empfehlen, seine Anlage für die Einspeisevergütung anzumelden oder eine andere Möglichkeit zu nutzen, den Strom zu vermarkten.“
Um den Eigenverbrauch trotzdem möglichst weit nach oben zu schrauben, wäre ein zusätzliches Lastmanagement denkbar. Der Betrieb könnte einige Produktionsprozesse in die Zeiten verlegen, in denen die Photovoltaikanlage viel Strom produziert. „Das geht aber bei Gewerbebetrieben nur bedingt“, sagt Sebastian Geier von IBC Solar. „Aber es ist auch klar: Ein Schreiner kann nicht mit seinem Auftrag warten, bis die Sonne scheint und die Photovoltaikanlage Strom liefert“, ergänzt Norbert Behr, Planungsexperte beim Photovoltaikgroßhändler und Systemanbieter Energiebau mit Sitz in Köln. „Er wird seine Maschinen dann anwerfen, wenn es die Arbeit erforderlich macht. Da wird er wenig Rücksicht auf die momentane Ertragssituation der Photovoltaikanlage nehmen können.“
Um kontinuierlicher das Lastprofil abdecken zu können, ist eine Anlage mit Ost-West-Ausrichtung, wie sie Wirsol auf das Dach des Logistikzentrums von Pfenning gebaut hat, besser für ein Gewerbe geeignet, das einen relativ kontinuierlichen Lastgang hat. „Eine weitere Möglichkeit ist die Installation eines Batteriespeichers“, sagt Sebastian Geier. „Damit erhöht der Unternehmer sowohl die Eigenverbrauchsquote als auch seine Unabhängigkeit vom Energieversorger. Allerdings muss er dann die Zusatzkosten bei der Investition berücksichtigen.“
Verbrauchsverhalten ist der Schlüssel
Der Schlüssel bei der Planung einer Solarstromanlage auf einem Gewerbedach ist und bleibt aber das Verbrauchsverhalten des Unternehmens. Deshalb muss dem Planer unbedingt ein detailliertes Lastprofil vorliegen, sonst geht gar nichts. Dazu kann der Planer auf Standardlastprofile zurückgreifen, die der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) einst für die Energieversorger erstellt hat, um Kunden tariflich einstufen zu können, die keine registrierende Leistungsmessung haben.
Diese Standardlastkurven sind repräsentative Lastprofile für unterschiedliche Industriezweige und Landwirtschaftsbetriebe. „Diese Standardlastprofile können wir für eine Näherung zur Berechnung der Anlage nehmen“, erklärt Sebastian Geier. Der Nachteil eines solchen Standardprofils ist aber, dass es keinerlei Auskunft über die individuellen Lastspitzen gibt. „Die standardisierten Lastprofile des BDEW führen auch zu optimistischen Einschätzungen, was Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad angeht, da sie den Durchschnitt von vielen Verbrauchern des gleichen Betriebstyps abbilden“, ergänzt Christoph Kremin.
Die Hamburger haben deshalb selbst gemessene Referenzprofile nicht nur für Gewerbebetriebe, sondern auch für Schulen, Krankenhäuser und Bürogebäude in ihrer Planungssoftware hinterlegt. „Wir versuchen, den Eigenverbrauch möglichst genau einzuschätzen, und das geht nur, wenn wir vollständige Lastprofildaten vom Energieversorger haben“, sagt Christoph Kremin. „Wenn die Lastkurve nicht vorliegt, könnten wir in Zusammenarbeit mit dem Kunden einen Lastgang erstellen, bei dem der Verbrauch möglichst nahe an die Realität herankommt.“ In diesem Fall klemmt der Installateur dann für mehrere Wochen ein Verbrauchsmessgerät hinter den Zähler.
Lastprofil vom Energieversorger
„Die beste Möglichkeit ist es, sein Lastprofil vom Energieversorger anzufordern, also ein über ein Jahr gemessenes individuelles Profil“, rät Sebastian Geier. In der Regel liegen solche individuellen Lastprofile für Unternehmen mit einer Anschlussleistung von mehr als 70 Kilowatt beim Energieversorger vor. Dort kann sie der Unternehmer anfordern. Darin ist – ebenfalls auf 15 Minuten genau – aufgelistet, wie viel Strom das Unternehmen wann verbraucht hat. „Wenn der Kunde uns dieses Lastprofil zur Verfügung stellt, können wir eine Anlagendimensionierung vornehmen und die Anlage optimal auslegen“, erklärt Geier.
Wettlauf um die Kosten
In der Regel verlangen die Stromversorger auch keinen Obolus, wenn der Unternehmer ein solches individuelles Lastprofil anfordert. „Wenn er das tut, dann wissen die Energieversorger aber, dass ein Kunde über Eigenverbrauch nachdenkt“, weiß Geier. „Wir haben schon Fälle erlebt, in denen der Energieversorger dem Kunden dann plötzlich ein günstigeres Angebot gemacht hat.“ Der Hintergrund ist klar. Bevor der Unternehmer eine Photovoltaikanlage aufs Dach baut, ist es besser für den Energieversorger, ihn mit einem niedrigeren Tarif für ein oder zwei Jahre zu ködern. „Aber spätestens dann wird dem Kunden klar, woher der Wind weht, und er baut die Photovoltaikanlage erst recht“, sagt der Produktmanager von IBC Solar.
Kurz nachgefragt
„Für alle Branchen geeignet“
Klaus Hasenbeck
ist Leiter des Solution Center von Centrosolar. Das Unternehmen vertreibt komplette Photovoltaiksysteme für Eigenheime und Gewerbe sowie Solarmodule, Wechselrichter, Montagesysteme und Inselanlagen. Gegründet im Jahr 2005, ist das Unternehmen inzwischen weltweit aufgestellt, unter anderem in Großbritannien, Kanada, Italien, Griechenland, Spanien, Frankreich, in den Niederlanden und in den USA.
Sunova
Backen mit der Sonne
Bäcker fangen in der Regel mit ihrer Arbeit an, wenn es noch dunkel ist. Aber ihre Tätigkeit endet nicht mit dem Sonnenaufgang, vor allem nicht, wenn es sich um eine Großbäckerei handelt. So haben auch die Architekten von Reichardt-Maas-Assoziierte gedacht, die mit dem Neubau eines Gebäudes für die Großbäckerei Peter Backwaren in Essen beauftragt waren. Sie haben das Dach als Solardach vorgesehen. Auf den etwa 1.200 Quadratmetern Flachdachfläche ließen sie vom Flachdachspezialisten Sunova in Grasbrunn bei München eine Solarstromanlage dachparallel planen und installieren. Dadurch konnte die vorhandene Dachfläche maximal genutzt werden. Den Strom, den die kristallinen Solarmodule mit einer Gesamtleistung von 110 Kilowatt liefern, verbraucht die Großbäckerei zum größten Teil selbst. „Unser Ziel ist es ganz klar, die Betriebskosten langfristig zu senken, indem wir Strom selbst produzieren und selbst verbrauchen“, betont Bernd Peter, der zusammen mit seinem Bruder die Geschäfte der Bäckerei führt. „Durch die Sonnenenergie soll allerdings nicht nur der Produktionsprozess – sprich unsere Öfen und sonstigen Anlagen – mit umweltfreundlichem Strom versorgt werden.“ Die Bäckerei plant den Einsatz von Elektroautos, um Spritkosten bei der Auslieferung der Backwaren zu sparen. Die Lkws mit Elektromotor sollen dann mit Strom aus dem Solarkraftwerk auf dem Dach der Bäckerei fahren. Mit zu fahrenden Strecken zwischen 50 und 100 Kilometern täglich ein realistisches Vorhaben. Allein die Idee zu dieser Anlage prämierte die Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB). Außerdem bekamen die Architekten für den Entwurf den Essener Umweltpreis.
Stadtwerke Burg
Energieversorger mit Eigenverbrauch
Die Energieversorger wissen: Wenn ein Unternehmen ein Lastprofil anfordert, geht es um eine Solarstromanlage zum Eigenverbrauch. Das geht natürlich zu Lasten des eigenen Absatzes. Dabei wissen auch die Energieversorger, dass sich viel selbst produzierter Solarstrom im Unternehmen verbrauchen lässt. Im sachsen-anhaltinischen Burg haben die Stadtwerke schon seit Längerem Erfahrung mit Solarstromanlagen zum Eigenverbrauch auf ihrem Werksgelände gesammelt. Jetzt ist eine weitere Anlage mit einer Leistung von 45 Kilowatt auf dem Dach des Unternehmensgebäudes dazugekommen. Auf dem 700 Quadratmeter großen Flachdach montierten die Solarteure von EAB Solar aus Magdeburg 176 Module. Die Unterkonstruktion lieferte Mounting Systems aus dem brandenburgischen Rangsdorf. „Die Beschaffenheit des Daches ließ nur sehr geringe Ballastierungen zu“, weiß Michael Embach, Geschäftsführer von EAB Solar. Deshalb entschied sich Mounting Systems für ein System mit Ost-West-Ausrichtung. Denn die Brandenburger waren für die statische Auslegung verantwortlich und müssen garantieren, dass die Anlage auch bei starkem Wind auf dem Dach stehen bleibt, aber auch nicht durch das Dach bricht, weil sie zu schwer ist. Durch diese Entscheidung kamen sie mit wenig Zusatzgewicht aus. Am Ende belastet die gesamte Anlage das Dach mit nur 8,3 Kilogramm pro Quadratmeter.
Die Anlage wird jährlich etwa 36.000 Kilowattstunden Solarstrom produzieren und damit das Gebäude der Stadtwerke Burg versorgen. Das Ertragsprofil des kleinen Solarkraftwerks mit Ost-West-Ausrichtung passt gut zum Lastprofil des Unternehmens, das sowohl im Sommer als auch im Winter tagsüber einen relativ hohen Strombedarf hat. Nachts ist der Stromverbrauch im Gebäude hingegen sehr gering. „Durch die Ost-West-Anordnung bietet das Flachdachsystem eine über den Tag homogene Energieerzeugung“, erklärt Andreas Knaup, Geschäftsführer von Mounting Systems. „Dadurch wird bereits ohne Speicher die potenzielle Eigenverbrauchsquote erhöht.“ Immerhin nutzt der Energieversorger zusammen mit den schon installierten Solaranlagen auf dem Werksgelände insgesamt 60 Prozent der von diesen Anlagen erzeugten Energie selbst.
KIT/Solarwatt
Stromlieferant und Forschungsobjekt
IDM Energiesysteme
Produktion mit Solarstrom
Als Wärmepumpenhersteller ist für IDM Energiesysteme in Osttirol der sorgsame Umgang mit der Umwelt ein Muss. Deshalb haben die Österreicher ein umfangreiches Investitionsprogramm beschlossen. Ein zentraler Bestandteil war der Bau einer Solarstromanlage auf dem Dach der neuen Produktionshalle am Stammsitz in Matrei. Die 2.200 Quadratmeter Modulfläche leisten insgesamt 330 Kilowatt. Die Planer des Photovoltaiksystemanbieters Bull Power Tech aus dem oberösterreichischen Lenzing haben sich für eine eher unübliche Anlagenauslegung entschieden. Denn die ist auf die Grundlast ausgelegt, sodass sie an sonnigen Tagen den gesamten Energiebedarf der Wärmepumpenherstellung im neuen Werk abdecken kann. Damit speist sie keinen Solarstrom ins Netz. Das geht allerdings zu Lasten der Unabhängigkeit vom Energieversorger. Denn an Tagen geringerer Solarstromproduktion muss IDM Strom aus dem Netz dazukaufen. Insgesamt liefert die Anlage 362.000 Kilowattstunden sauberen Solarstrom und deckt über das gesamte Jahr immerhin noch 44 Prozent des gesamten Strombedarfs der Produktionshalle ab.
Diese Dachanlage in Heddesheim leistet mehr als acht Megawatt. Die Module sind nach Osten und Westen ausgerichtet. Auf diese Weise passt das Ertragsprofil besser zu den Lastspitzen im Tagesverlauf.
IBC Solar hat sich mangels Dachfläche einen Carport mit Solaranlage gebaut. Der Systemanbieter aus Bad Staffelstein nutzt immerhin 80 Prozent des erzeugten Stroms im eigenen Unternehmen und senkt damit merklich die Strombezugskosten.
Die Großbäckerei Peter in Essen will nicht nur den Energiebedarf für die Öfen mit Solarstrom decken, sondern zukünftig auch Lkws mit Elektromotor zur Auslieferung der Waren damit betanken.
Die Stadtwerke im sachsen-anhaltinischen Burg wissen um den Wert des Solarstroms zur Deckung des Stromverbrauchs im eigenen Unternehmen. Der neue Generator auf dem Dach leistet 45 Kilowatt.
Die Anlage auf dem Dach des Karlsruher Institute of Technology liefert nicht nur Strom, sondern ist gleichzeitig ein Forschungsobjekt.
Der Generator auf der neuen Produktionshalle des Wärmepumpenherstellers IDM in Matrei in Osttirol deckt an sonnigen Tagen den gesamten Energiebedarf des Gebäudes.
