Neues

aus der Kirchengemeinde

Solaranlage

Klimaschutz und Bewahrung der Schöpfung

Und Gott der Herr nahm den Menschen
und setzte ihn in den Garten Eden, dass
er ihn bebaue und bewahre
1. Mose 2,15

So lautet die Aufgabe aus dem biblischen Schöpfungsbericht. Deshalb ist Umweltschutz für Christen im Bekenntnis zu Gott als dem Schöpfer aller Dinge ein ganz besonderes Anliegen.

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Was den Umgang mit Energie betrifft, wollen wir als Kirchengemeinde selbst Energie erzeugen, Energie aus einer unerschöpflichen Quelle: aus der Sonne. Im September 2002 ist deshalb am Paul-Gerhardt-Haus, dem Gemeindezentrum in Niederpleis, eine Solarstromanlage (Photovoltaikanlage) installiert worden. Damit soll ein kleiner, aber konkreter Beitrag geleistet werden, um die Schöpfung zu bewahren und an kommende Generationen als Lebensgrundlage weiterzugeben. Wir tun etwas, um die erwartete Erwärmung der Erdatmosphäre (Treibhauseffekt) abzuwenden, die Vorräte an fossilen Energiequellen zu schonen und auch, um die Nutzung erneuerbarer Energien ins Gespräch zu bringen.

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So wurde die Solaranlage installiert …
Den Zuschlag für Planung und Installation hatte eine Bonner Fachfirma mit mehr als zehn Jahren Erfahrung im Bau von Solaranlagen erhalten. Unter fachkundiger Anleitung der Monteure legten auch Helfer aus der Gemeinde mit Hand an. Es galt, Material aufs Dach zu transportieren, die Module zu montieren und Elektroleitungen zu verlegen. In eineinhalb Tagen Arbeit am 13. und 14. September 2002 waren die wesentlichen Arbeiten erledigt.

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Ertragsentwicklung
Unsere Solarstromanlage auf dem Dach des Paul-Gerhardt-Hauses ist nun schon über zwei Jahre in störungsfreiem Betrieb. Sie hat im ersten Kalenderjahr, in dem sie voll in Betrieb war (2003) mehr als 50.000 Kilowattstunden (kWh) Strom umweltfreundlich erzeugt und damit den kalkulierten Jahresertrag von 4.000 kWh weit übertroffen. Im Jahr 2004 wurde mit rund 4.300 kWh das Soll ebenfalls mehr als erfüllt.

Aussehen und Funktion der Solaranlage
Aus der Vogelperspektive sichtbar sind von der Anlage die sog. Module, in unserem Fall 41 Stück mit einer Fläche von jeweils 1,42 * 0,65 m. Zusammen ergibt das eine Modulfäche von 38 Quadratmetern. Die Module sind auf Aluminiumprofilen aufgeständert und die Halterungen mit Betonsteinen beschwert; sie werden nicht mit der Dachhaut verbunden. Die Module wurden in vier Reihen gestaffelt auf dem Flachdach des Kirchensaals aufgestellt.

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Vom Dach laufen Gleichstromleitungen zu den Wechselrichtern, die im Untergeschoss installiert wurden. (siehe den gelben Kasten in der Grafik unten). Dort wird der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt, dieser wird über einen Stromzähler (der linke Zähler in der Grafik) an den Netzbetreiber, die RWE Net AG, abgegeben. Es handelt sich daher um eine sogenannte netzgekoppelte Solaranlage. Eine große Anzeigetafel, die im Foyer angebracht ist, zeigt die Sonneneinstrahlung, die momentane Leistung der Anlage und die seit Inbetriebnahme erzeugte Energiemenge (in Kilowattstunden) an.

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Die Anlage ist auf eine Spitzenleistung von 4,92 Kilowatt ausgelegt. Aufs Jahr hochgerechnet, brächte dies eine Energiemenge von 43.000 Kilowattstunden. Das ist allerdings im Hinblick auf den Stromertrag ein theoretischer Wert. Dass wir insgesamt nur mit einem jährlichen Stromertrag von rund 4.000 Kilowattstunden rechnen, hat folgende Gründe:

  • Die Sonneneinstrahlung enthält je Quadratmeter der Erdoberfläche jährlich eine Energiemenge von rund 1.000 Kilowattstunden. Technisch bedingt, kann davon heute von gängigen Solaranlagen unter optimalen Bedingungen nur rund 12 bis 14 % ausgenutzt werden.
  • Weitere Minderungen des Stromertrags sind abhängig von Neigung und Ausrichtung der Solarmodule. Das Paul-Gerhardt-Haus mit seinem Flachdach ist für eine Solaranlage deshalb ein recht günstiger Standort. Denn auf einem Flachdach kann durch die Aufständerung der Module die bestmögliche Ausrichtung zur Sonne (nach Süden, 30°-Winkel zur Waagerechten) erreicht werden.
  • Schließlich kann eine Verschattung selbst einzelner Module ein großes Problem darstellen, denn das ertragsärmste Modul ist begrenzend für die Leistung aller in Serie verschalteter Module. Der Abstand zwischen den Modulreihen ist so gewählt, dass keine gegenseitige Verschattung erfolgt. Aus dem gleichen Grund musste die Birke an der Südseite des Kirchsaals in Höhe der Dachtraufe gekappt werden.

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Finanzfragen
Für die Erträge der Anlage sind die Bestimmungen des „Erneuerbare Energie Gesetzes (EEG)“ maßgeblich, das im April 2000 in Kraft trat. Es verpflichtet die Betreiber des örtlichen Stromnetzes, Strom aus erneuerbaren Energieträgern ins Netz einzuspeisen und dafür 20 Jahre eine festgelegte Mindestvergütung (sog. Einspeisevergütung) zu zahlen.

Für Solarstrom beträgt diese Vergütung z. B. 48 Cent je Kilowattstunde für Anlagen, die im Jahr 2002 in Betrieb genommen werden. Dieser Betrag liegt um ein Mehrfaches über dem Preis, den der aus dem Stromnetz für den eigenen Verbrauch bezogene Strom kostet. Wir wie auch andere installieren deshalb heute die Anlage so, dass der gesamte von ihr erzeugte Strom an den Netzbetreiber (ins „öffentliche“ Stromnetz) abgegeben wird, während für den eigenen Verbrauch weiterhin Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen wird. Bei einer jährlichen Stromerzeugung von 4.000 Kilowattstunden bedeutet dies einen Stromerlös von rd. 1.900 Euro.

Nach wie vor ist die Gewinnung von Solarstrom jedoch mit Kosten verbunden, die deutlich über der Einspeisevergütung liegen. Wir haben für die Errichtung der Anlage sowie begleitende Maßnahmen rund 39.000 Euro aufgewendet. Im laufenden Betrieb entstehen Kosten für Versicherung und Wartung der Anlage. In den Bereich des für unsere Gemeinde finanziell Möglichen gelangte das Projekt erst durch die Fördermittel, die vom Land Nordrhein-Westfalen und der Bundesstiftung Umwelt gewährt wurden:

  • Das Landesinstitut für Bauwesen bewilligte rd. 5.000 Euro aus dem REN-Programm (REN steht für Rationelle Energieverwendung und Nutzung unerschöpflicher Energiequellen).
  • Die Bundesstiftung Umwelt gab einen Zuschuss von rd. 16.000 Euro aus Mitteln der Förderinitiative „Kirchengemeinden für die Wasistdas? Sonnenenergie“. Wir gehören zu den etwa 70 Kirchengemeinden in Nordrhein-Westfalen, die sich an diesem Programm beteiligt haben.

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Kleines Solarlexikon
Erneuerbare Energien sind: Solarstrahlung, Wasserkraft, Windkraft, Biomasse (zum Beispiel Holz), Erdwärme und die Erdanziehungskraft (Gravitation). Bei ihrer Nutzung entstehen keine oder weniger Schadstoffe als bei der Nutzung der fossilen Energieträger (wie Kohle, Erdgas und Erdöl). Sie sind unerschöpflich und schonen die Ressourcen unserer Erde.

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): am 1.4.2000 in Kraft getreten; zielt auf die Förderung des Ausbaus der à erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung (Ziel: mindestens der Verdopplung bis 2010). Dazu wurde eine Mindestpreisregelung eingeführt mit Pflicht der nächstgelegenen Netzbetreiber zur Aufnahme und Vergütung des Stroms aus erneuerbaren Energien. Weitere Regelungen sorgen für einen bundesweiten Ausgleich der Belastungen der Netzbetreiber. Das Verfahren führt zu einer durchschnittlichen Erhöhung der Bezugskosten von Strom für Endverbraucher in der Größenordnung von derzeit rd. einem halben Cent je Kilowattstunde. Bei der Mindestvergütungen an die Einspeiser wird die Vergütungshöhe differenziert nach Sparten der erneuerbaren Energien und nach Größe der Anlagen.

Module bilden den Solargenerator und somit das Herzstück einer Solarstromanlage. In den Modulen, die aus einzelnen, in Serie geschalteten Solarzellen bestehen, aus der Energie der Sonne, die in Form von Lichtquanten oder Photonen in die Solarzellen eindringt, in einem relativ komplizierten physikalischen Prozess Gleichstrom gewonnen, wie ihn beispielsweise auch Batterien herstellen.

Photovoltaik: Bezeichnung für die Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Der sogenannte photovoltaische Effekt wurde 1954 von amerikanischen Wissenschaftlern entdeckt, die beobachteten, dass an elektrischen Bauteilen aus dem Halbleiter-Werkstoff Silizium eine elektrische Spannung auftrat, sobald Licht darauf fiel. Sie erkannten, dass Licht aus bestimmten Halbleiteroberflächen Elektronen herausschlägt, die sich dann im Material bewegen und als elektrischer Strom abgeleitet werden können. Dies nutzt man in den Solarzellen, für die auch heute als Grundstoff fast immer Silizium verwendet wird.

Sonnenenergie lässt sich auf verschiedenen Wegen zur Energieerzeugung oder zur Energieeinsparung nutzen:

  • Bei der passiven Nutzung gestaltet man Häuser so, dass die Sonnenstrahlung möglichst viel zur Heizung beiträgt, etwa durch die Ausrichtung der Fenster.
  • Die heute gebräuchlichste Form der aktiven Nutzung, die Solarthermie, ist die Nutzung von Sonnenenergie zur Beheizung von Gebäuden und/oder zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenkollektoren und Warmwasserspeichern.
  • Bei der sogenannten Photovoltaik wird mit Hilfe von Solarzellen Strom aus Sonnenlicht erzeugt.

Treibhauseffekt: Werden fossile Energieträger, also Erdöl, Erdgas und Kohle, verbrannt, entsteht Kohlendioxid – CO2. Dieses Gas ist ein natürlicher Bestandteil unserer Atmosphäre, deren Schutz erst das Leben auf der Erde ermöglicht. Allerdings hat die CO2-Konzentration durch menschliche Aktivitäten erheblich zugenommen, so dass eine Erwärmung des Klimas erwartet wird. Um diesen – zusätzlichen – Treibhauseffekt und seine weit reichenden Folgen (Überschwemmungen, Dürren) zu vermeiden, ist die weltweite Verringerung des CO2-Ausstoßes das wichtigste Ziel der Klimapolitik geworden. Andere Gase wirken in die gleiche Richtung wie CO2, unter anderem Methan, Lachgas und Fluorkohlenwasserstoffe.

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Links
… zu den Themen Energiesparen am Bau und Solarenergienutzung:

„HIT-Liste“ der Solar-Websites: www.solarserver.de
Online-Beratung über Förderprogramme: www.solarfoerderung.de
Fachzeitschrift für Photovoltaik: www.photon.de
Weitere Kirchengemeinden für die Sonnenenergie:
www.dbu.de