Eine deutsche Universität verwandelt ihren Parkplatz in eine Solarkraftanlage mit Natriumbatterien mit einer Kapazität von 200 kWh.

Offene Parkplätze beanspruchen riesige Flächen, die in vielen Fällen kaum eine andere Funktion haben, als Autos stundenlang dort zu parken. Gleichzeitig bieten sie jedoch die Möglichkeit, erneuerbare Energie zu erzeugen, ohne neue Flächen nutzen zu müssen. Genau das hat eine deutsche Universität mit einer Anlage getan, die neben der Stromerzeugung auch eine in Europa noch selten verwendete Speichertechnologie integriert.

Die Private Universität für Angewandte Wissenschaften in Wirtschaft und Technik (PHWT) in Diepholz, Deutschland, hat eine Solarkuppel mit einer Gesamtleistung von 237 kWp sowie einen Natriumakku mit einer Kapazität von 200 kWh in Betrieb genommen. Die Anlage kann 90 Parkplätze versorgen und den tagsüber erzeugten Strom nutzen, um den Energiebedarf des Campus zu decken.

Das am 9. November letzten Jahres eröffnete Projekt weist eine weitere Besonderheit auf. Es handelt sich um das erste stationäre Speichersystem mit Natrium-Ionen-Batterien, das im deutschen Bundesland Niedersachsen installiert wurde, und laut den Verantwortlichen um das dritte dieser Art in Deutschland.

Ein 1.150 Quadratmeter großer Solarpark mit ungewöhnlichem Design

Die Anlage ist keine herkömmliche Überdachung. Der ursprüngliche Parkplatz hat eine halbkreisförmige Anordnung mit zwei Reihen von Parkplätzen, die einer gekrümmten Bahn folgen. Anstatt diese Anordnung zu verändern, entschieden sich die Projektverantwortlichen dafür, die photovoltaische Struktur der bestehenden Geometrie anzupassen.

Das auf Solellösungen spezialisierte Unternehmen PfefferKnecht entwarf eine maßgeschneiderte Metallkonstruktion, die die Krümmung des Parkplatzes nachbildet. Der Bau wurde von Böckmann Maschinenbau, einem örtlichen Ingenieurbüro mit regelmäßiger Zusammenarbeit mit der Universität, durchgeführt.

Das Ergebnis ist ein Dachflächenbereich von etwa 1.150 Quadratmetern, ausgestattet mit Doppelscheiben-Fotovoltaikmodulen, die eine Leistung von rund 230 kWp liefern. Hinzu kommen weitere 7,3 kWp, die auf einem überdachten Parkplatz für 20 Fahrräder installiert sind, wodurch die Gesamtleistung auf etwa 237 kWp steigt.

Einer der interessantesten Aspekte liegt in der Konstruktion des Daches selbst. Die Solarmodule erfüllen außerdem die Funktion eines wasserdichten Daches, dank eines patentierten Systems, das den Einbau einer zweiten Schutzschicht gegen Regen überflüssig macht. Dadurch wird die Struktur vereinfacht und die Materialien besser genutzt.

Zusätzlich verfügen die Überdachungen über integrierte LED-Beleuchtung, sodass die Nutzer Schutz vor Regen und Sonne sowie Beleuchtung in den Nachtstunden haben.

Eine 200 kWh große Natriumbatterie zur Nutzung von Solarenergie

Aber das neuartigste Element dieser Anlage befindet sich nicht an den Autos, sondern im System zur Speicherung von Elektrizität. Anstelle der üblichen Lithiumbatterien hat die Universität auf eine Natriumlösung gesetzt – eine Technologie, die im stationären Speichern zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Das System wurde von dem Schweizer Unternehmen Phenogy geliefert und setzt sich aus zwei Batterieschränken zusammen, die eine gemeinsame Kapazität von 200 kWh bieten. Die maximale Lade- und Entladeleistung beträgt 100 kW, wodurch ein Teil der solar erzeugten Energie gespeichert und später genutzt werden kann, wenn die Strombedürfnisse des Campus steigen.

Der größte Vorteil dieser Technologie liegt in ihren Materialien. Natrium ist ein reichlich vorhandenes und leicht verfügbares Element, was eine Abhängigkeit von Rohstoffen wie Lithium, Kobalt oder Graphit verringert. Zudem weisen Natriumbatterien interessante Eigenschaften hinsichtlich Sicherheit und thermischem Verhalten auf.

In einer stationären Anwendung wie dieser, bei der Gewicht und Volumen nicht so wichtig sind wie in einem Elektroauto, können Natriumbatterien besonders attraktiv sein. Sie müssen nicht die Energiedichten der besten Lithiumbatterien erreichen, bieten aber eine gute Langlebigkeit, Sicherheit sowie wettbewerbsfähige Kosten.

Mit einer Kapazität von 200 kWh könnte das System 20 kW über etwa zehn Stunden liefern oder seine Nennleistung von 100 kW für rund zwei Stunden bereitstellen – ohne Berücksichtigung von Umwandlungsverlusten oder Betriebsreserven. Dadurch kann ein Teil des während der Sonnenscheinstunden erzeugten Stroms zu Zeiten höheren Verbrauchs genutzt werden.

Die Universität hofft, dass diese Kombination aus Solarenergieerzeugung und Speicherung ihre Abhängigkeit vom Stromnetz verringert und dazu beiträgt, Spitzenlasten einzudämmen, die einen erheblichen Einfluss auf die Energiekosten von Anlagen dieser Größe haben können.

In nur zehn Wochen gebaut und mit thermischem Speicher kombiniert

Ein weiterer bemerkenswerter Aspekt des Projekts sind die Umsetzungszeiten. Obwohl Planung und Entwicklung etwa 18 Monate in Anspruch nahmen, wurden die eigentlichen Bauarbeiten dank der Universitätsferien in nur zehn Wochen abgeschlossen.

Während dieser Zeit wurden die Fundamentarbeiten durchgeführt, die Metallkonstruktion aufgestellt, die Photovoltaikpaneele installiert sowie die elektrischen und Speichersysteme integriert. All dies ohne Notwendigkeit, eine neue Anlage auf zusätzlichem Gelände zu errichten, da ein bereits vorhandener Parkplatz genutzt wurde.

Zusätzlich ist das Projekt in eine umfassendere Energiestrategie eingebettet. Der Campus in Diepholz verfügt bereits über ein auf Eis basierendes Wärmespeichersystem, das dazu dient, einen Teil seiner Heiz- und Kühlanforderungen zu decken. Die neue Solanlage fügt dieser Infrastruktur erneuerbare Energieerzeugung sowie elektrischen Speicher hinzu.

Die Kombination ist interessant, da sie es ermöglicht, auf die unterschiedlichen Energiebedürfnisse eines Gebäudes einzugehen. Einerseits kann die Photovoltaik-Energie die üblichen Verbrauche decken und die Batterien aufladen. Andererseits ermöglicht der Wärmespeicher es, einen Teil der Klimatisierungsanforderungen zu bewältigen, ohne ausschließlich vom sofortigen Stromverbrauch abhängig zu sein.

Es gibt noch einen weiteren Aspekt, der erwähnt werden sollte. Obwohl das Projekt sich auf einem Parkplatz befindet, bestätigen die veröffentlichten Informationen nicht, dass es Ladepunkte für Elektroautos enthält. Seine Hauptfunktion besteht darin, Elektrizität zu erzeugen und sie für die Bedürfnisse des Campus zu speichern, obwohl eine solche Infrastruktur künftig durch Ladestationen ergänzt werden könnte.

Die Erfahrung dieser deutschen Universität zeigt, dass man nicht immer große freie Flächen benötigt, um die Erzeugung erneuerbarer Energie zu steigern. Tausende von Parkplätzen an Universitäten, Krankenhäusern, Einkaufszentren und Unternehmen könnten ihre Dächer nutzen, um Elektrizität zu erzeugen, den Autos Schatten zu bieten und den Netzverbrauch zu verringern.

Und wenn sie außerdem mit Natriumbatterien kombiniert werden – einer Technologie, die zur Wirksamkeit nicht um die Energiedichte mit Lithium konkurrieren muss – können diese Flächen zu kleinen dezentralen Kraftwerken werden. Eine Möglichkeit, bereits bebauten Flächen zu nutzen, die bislang energetisch ungenutzt blieben.