ScuolSolar: e-Power für unsere Zukunft

Im Rahmen der Energiewende muss viel mehr erneuerbare Energie im Inland erzeugt werden. Von allen erneuerbaren Erzeugern sind alpine Solaranlagen jene Systeme, die am schnellsten und am kostengünstigsten realisierbar sind. Zudem produzieren sie sehr viel Strom im Winter, unter anderem dank bifazialen Panels, die auf der Vorder- und Rückseite Strom erzeugen.

Es gibt verschiedene Gründe, hauptsächlich physikalische. Alle leitenden Materialien leiten bei tiefen Temperaturen den Strom besser. PV-Module erzeugen deshalb bei gleicher Sonneneinstrahlung bei Kälte mehr Strom. Zudem reflektiert Schnee das Licht und wirft es auch auf die Nordseite der bifazialen Panels, was die Ausbeute nochmals steigert. Weil der Horizont auf Motta Naluns sehr breit und flach ist, ist die tägliche Sonnenscheindauer gleich lang oder länger als in einem topfebenen Land. All diese Gründe zusammengenommen, produziert eine alpine PV-Anlage rund die Hälfte ihres Stroms im Winter. Bei einer gleichen Anlage im nebligen Mittelland wären es nur 20 bis 30 Prozent.

Ja. Alpine Solaranlagen produzieren genau in den absolut kritischen Monaten am meisten und am zuverlässigsten Strom. Stromknappheit tritt am wahrscheinlichsten zwischen Ende Februar und Anfang Mai ein. Das ist jene Zeit, in der Gasspeicher und Stauseen schon weitgehend leer sind und die Schneeschmelze noch nicht eingesetzt hat. Allerdings ist das schon sehr nahe an der Tag-und-Nacht-Gleiche am 21. März. Die Sonnenscheindauer ist deshalb schon sehr lang, es liegt aber meist noch sehr viel Schnee, und die Temperaturen sind tief auf 2500 Metern über Meer.

Der russische Angriff auf die Ukraine hat die Denkmuster in Sachen Energie in Europa grundsätzlich verändert. Zudem gibt es die modernen, hochwirksamen bifazialen Panels erst seit wenigen Jahren, und ihr idealer Einsatz musste erst erprobt werden, etwa vom Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Davos mit einer Testanlage im Parsenngebiet.

Die Anlage besteht aus einzelnen sogenannten Solartischen von 15 bis 25 Quadratmetern Grösse, in denen acht Panels zusammengefasst werden. Sie stehen senkrecht oder mit einer Neigung von minimal 60 Grad, mit südlicher Ausrichtung. Die Unterkonstruktion besteht aus längeren Stahlstützen. Die Unterkante der Panels sollte etwa zwei Meter über Boden liegen, damit die Panels auch in sehr schneereichen Wintern nicht im Schnee versinken. Zudem sollen sich Wild- und Nutztiere ungehindert und gefahrlos unter den Panels bewegen können. Insgesamt dürfte die Konstruktion eines Solartischs zwischen vier und fünf Meter hoch sein.

Die Unterkonstruktionen werden mit Ankern und Mikropfählen im Untergrund fixiert. Das sind Systeme, die ursprünglich für den Bau von Lawinenverbauungen entwickelt wurden und sich im Gebirge seit Jahren bewähren. Die Anker und Pfähle reichen mehrere Meter tief in den Boden, haben aber lediglich einen Durchmesser von rund zehn Zentimetern.

Für den Transport der sehr grossen Materialmengen sollen möglichst schonende Mittel genutzt werden. Das sind gebirgstaugliche Baumaschinen wie etwa Schreitbagger, Transportseilbahnen oder Seilzüge. Geprüft wird auch der Einsatz von umgebauten, speziell für die Berglandwirtschaft entwickelten Landmaschinen, wie sie bei den Engadiner Bauern in grosser Zahl im Einsatz sind. Solche Fahrzeuge sind im Vergleich zu konventionellen Lastwagen sehr leicht und auf eine maximale Geländegängigkeit und Bodenschonung ausgelegt. Sie würden nicht nur die empfindliche alpine Vegetation schonen. Mit ihrem Einsatz liesse sich möglicherweise auch der Ausbau von Zufahrten auf ein Minimum beschränken. Helikopter sollen dagegen nur begrenzt und wo unumgänglich eingesetzt werden.

Photovoltaik passt ideal zu Wasserkraft. Schon jetzt gibt es im Sommer eher zu viel Strom. Deshalb kann man mit dem zusätzlich anfallenden Sommerstrom aus der PV-Anlage Saisonspeicher wie beispielsweise dafür geeignete Stauseen füllen. Der zusätzliche Winterstrom aus alpinen Solaranlagen führt aber auch dazu, dass Speicherseen weniger schnell geleert werden müssen und so die Versorgungssicherheit besser wird.

Stromtransport und fehlende Leitungskapazität sind oft ein Problem in der Energiewirtschaft. Im gewählten Gebiet gibt es aber dank den Bergbahnen schon Stromleitungen, und vor allem gibt es im Tal eine eben erst aufwendig ausgebaute, sehr leistungsfähige Netzinfrastruktur.

Die Kosten der Anlage sind noch nicht klar. Sie werden nun mit der laufenden Projektierung konkreter. Die eidgenössischen Räte haben im Herbst 2022 die Bewilligungsverfahren vereinfacht und entschieden, dass der Bund bis zu 60 Prozent der Investitionskosten übernimmt, wenn bis zum 31. Dezember 2025 zehn Prozent der bewilligten Leistung einer Anlage am Netz sind.

Das Risiko tragen vor allem die investierenden Elektrizitätsunternehmen und Institutionen sowie der Bund, der bis zu 60 Prozent der Investitionskosten übernimmt, sofern die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden.

Die Unterkonstruktion wird so gebaut, dass sich Nutz- und Wildtiere gefahrlos darunter bewegen können und die Fläche weiterhin beweidet werden kann. Die regelmässige Pflege der Grünflächen zwischen den Solartischen ist wichtig, um eine artenreiche Vegetation zu erhalten. Diese Aufgabe können die Nutztiere sehr effizient und schonend erledigen.

PV-Anlagen sind funktionalistische Konstruktionen, genauso wie die Skiliftanlagen in unmittelbarer Nachbarschaft der Anlage. Motta Naluns ist mit dem Skigebiet eine stark genutzte und industrialisierte Landschaft und daher nicht wirklich unberührt. Bei ihrem Bau mussten sich auch die Rhätische Bahn und die Wasserkraftwerke mit ähnlichen Fragen auseinandersetzen. Heute sind diese Bauwerke Teil der Engadiner Kulturlandschaft und eigenständige touristische Attraktionen. Auch die PV-Anlage auf Motta Naluns könnte das dereinst werden.

Um die Stromlücke mit alpinen PV-Anlagen zu schliessen, benötigt man etwa die doppelte Fläche aller Schweizer Golfplätze – oder die Hälfte der durch Stauseen zerstörten alpinen Hangflächen. Ein leerer Stausee ist kein schöner Anblick, und seinen Dienst an der Versorgungssicherheit hat er nur getan, wenn kein Wasser mehr drin ist. Der Platzverbrauch im Vergleich zum Nutzen ist somit moderat. Dazu kommt, dass die PV-Anlagen im Gegensatz zu anderen Kraftwerksbauten restlos rückbaubar sind.

Zusammen mit dem Ausbau von alpinen PV-Anlagen soll auch der Bau von PV-Anlagen auf Häusern und Lärmschutzwänden beschleunigt werden. Allerdings sind die verfügbaren Flächen klein und kleinteilig, sodass der Ausbau langsamer vonstattengeht als im Hochgebirge und die Möglichkeiten beschränkt sind. Zudem liegen die Standorte im Tal im Winter viel länger im Schatten als jene über 2000 Metern über dem Meeresspiegel, und es liegt häufiger kein Schnee, der das Sonnenlicht reflektiert und die Leistung der PV-Anlage massiv verstärkt. Auch aus diesem Grund liefern alpine PV-Anlagen zwischen Februar und April am meisten Strom. Für die Energiewende ist deshalb beides wichtig: traditionelle PV-Anlagen auf Dächern und alpine Grossanlagen.