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In Hemau liefert der weltweit größte Solarpark umweltfreundlichen Strom aus der Sonne

Solarpark Hemau aus der LuftAm 29. April 2003 ging der weltweit größte Solarpark im bayerischen Hemau offiziell in Betrieb. Das in seinen Dimensionen einzigartige Photovoltaik-Projekt der Hamburger voltwerk AG wurde vor zahlreichen Repräsentanten aus Politik und Wirtschaft in der Gemeinde bei Regensburg eingeweiht. Zu den Ehrengästen zählte auch der bayerische Umweltministers Werner Schnappauf.Über 32.000 Solarmodule mit einer Spitzenleistung von zusammen rund vier Megawatt wurden auf dem Gelände eines ehemaligen Munitionsdepots installiert und liefern bereits seit dem Jahreswechsel 2002/2003 umweltfreundlichen Strom. Die Leistung des Solarparks würde ausreichen, um den Strombedarf der rund 4.600 Einwohner in Hemau weitgehend abzudecken. Die durchschnittlich 1.229 Kilowattstunden Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter im Jahr auf Modulebene laut DWD (Deutscher Wetterdienst) sind eine ideale Voraussetzungen, um aus dem kostenlosen Sonnenlicht umweltfreundlichen Strom zu gewinnen. Die Projektkosten in Höhe von rund 18,4 Millionen Euro finanziert die voltwerk AG über ein Beteiligungskonzept: Private Investoren beteiligen sich an dem Solarpark und erwirtschaften so langfristig eine attraktive Rendite. Mit diesem Konzept ist die voltwerk AG europäischer Marktführer und verfügt über namhafte Referenzen.Staatsminister Werner Schnappauf (CSU) betonte in seiner Rede die Bedeutung der Photovoltaik als eine der Schlüsseltechnologien für die künftige Energiegewinnung. In Bayern stünden bereits heute mehr als 40 Prozent der bundesweit installierten Solarstrom-Anlagen. Allein durch den Betrieb des weltweit größten Solarparks in Hemau werden in den nächsten 20 Jahren rund 71.000 Tonnen Kohlendioxid vermieden. Nicht zuletzt dank der tatkräftigen Unterstützung der Stadt Hemau konnte der Solarpark realisiert werden. „Aktiver Klimaschutz fängt vor der eigenen Haustür an. Statt tonnenweise Patronenhülsen zu lagern, bietet das Gelände des ehemaligen Munitionsdepots jetzt Solarmodulen Platz, die unseren Kindern eine lebenswerte Zukunft sichern helfen,“ freut sich Hans Pollinger, 1. Bürgermeister von Hemau.Für Carsten Körnig, Geschäftsführer der Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft e.V., ist das Projekt ein unübersehbarer Wegweiser in die solare Zukunft: „Der Solarpark in Hemau ist der bislang größte Leuchtturm auf dem Weg ins Solarzeitalter. Ich hoffe, dass das beispielhafte Projekt viele Nachahmer findet.“ Nach Auskunft des Verbandes sind in Deutschland inzwischen weit über 500.000 Solaranlagen in Betrieb. Der in seiner Dimension weltweit einzigartige Solarpark stellte besondere Anforderungen an die Ingenieure des für Planung und Bau verantwortlichen Unternehmens SunTechnics. „Nur dank der Erfahrung aus der Realisierung der größten Solarparks in Deutschland haben wir die logistische und technische Herausforderung meistern können,“ berichtet Hans-Martin Rüter, Geschäftsführer der SunTechnics. Für die Realisierung standen nur 12 Wochen Bauzeit zur Verfügung. Genauso wichtig wie die pünktliche Inbetriebnahme sind für SunTechnics die technischen Neuerungen. „Aus unseren Erfahrungen der bisherigen Megawattparks konnten wir über 40 Optimierungen bei Komponenten und deren Abstimmung ins Projekt einfließen lassen,“ so Rüter.„Eine Beteiligung an dem Solarpark vereinigt ökonomische und ökologische Ziele optimal,“ erklärte Joachim Müller, Vorstand der voltwerk AG. „Der Betrieb von Solarstrom-Anlagen ist schon heute für private Kapitalanleger lukrativ. Der Solarpark Hemau gehört mit einer Ausschüttung von 260 Prozent über 20 Jahre zu den wirtschaftlich attraktivsten Angeboten im Solarbereich,“ so Müller weiter. Zumal der prognostizierte Stromertrag des Solarparks Hemau zu 90 Prozent von einer großen deutschen Versicherung garantiert wird. Rund die Hälfte der Anteile am Solarpark Hemau sind bereits vor der Einweihung platziert. Die Stromvergütung ist über einen Einspeisevertrag mit der E.ON Bayern für die nächsten 20 Jahre gesichert.Erst im September 2002 wurde der bis dato größte Solarpark Deutschlands in der Gemeinde Sonnen bei Passau ebenfalls von der voltwerk projektiert und von SunTechnics schlüsselfertig ans öffentliche Netz gebracht. Die Spitzenleistung des Solarparks Hemau liefert mit rund vier Megawatt mehr als doppelt so viel Solarstrom und übertrifft das bis dato mit 3,3 Megawatt weltweit größte Solarprojekt in Serre bei Salerno/Italien deutlich.
Weitere Informationen über den Solarpark Hemau finden Sie auch im Internet unter www.voltwerk.de.



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Von der Sonne zum Strom

Solarpark HemauDen erneuerbaren Energien gehört die Zukunft
Ein Leben ohne Strom ist heutzutage nicht mehr denkbar. Denn was wäre eine Küche ohne Kühlschrank oder ein Büro ohne Telefon? Leider belastet die Energiegewinnung die Umwelt in erheblichem Maße, da der Strom zur Versorgung des täglichen Lebens größtenteils noch auf konventionellem Weg gewonnen wird, d. h. aus kohle-, öl-, gas- oder atombetriebenen Großkraftwerken. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht Kohlendioxid (CO2), das sich in der Atmosphäre anreichert und langfristig den sogenannten Treibhauseffekt bewirkt. Die dadurch ausgelöste Klimaveränderung führt zu einer globalen Erwärmung; allein in den letzten 100 Jahren ist die durchschnittliche Temperatur um 0,6 Grad angestiegen. Zu dem Problem der Umweltverschmutzung kommt das Problem der Endlichkeit: Fossile Brennstoffe sind nur in begrenztem Umfang vorhanden und können nach ihrem Verbrauch nicht wiedergewonnen werden. Um die Stromversorgung weiterhin auch langfristig zu sichern, werden alternative Formen der Energiegewinnung weiterentwickelt. Neben Biomasse, Wind- und Wasserkraft hat sich hier besonders die Photovoltaik als eine zukunftsweisende Technologie erwiesen: Sie nutzt zur Stromgewinnung das Sonnenlicht, das nahezu unbegrenzt zur Verfügung steht. Täglich erzeugt die Sonne genügend Energie, um den Weltenergiebedarf 14.000 mal zu decken. Mit einem Energieausstoß von 386 Trillionen Watt ist die Sonne einsamer Spitzenreiter unter den Energielieferanten; in nur 14 Tagen schickt sie so viel Energie auf die Erde, wie weltweit in Kohle, Öl und Gas zusammen gelagert ist. Ihr Energiepotential übersteigt auch in Europa das von Wind- oder Wasserkraft deutlich. Deshalb spielt sie für die Zukunft eine zentrale Rolle.


Was ist Energie?
Physiker definieren den Ausdruck „Energie“ als die Menge von Arbeit, die ein Motor oder ein Generator verrichten kann. Im Fall der Solarenergie ist quasi die Sonne der Motor. Im Innern der Sonne findet ein Fusionsprozess statt, bei dem Wasserstoffkerne miteinander verschmelzen. Bei diesem Verbrennungsprozess gibt der Wasserstoff einen Teil seiner Masse ab, der über die Strahlung zur Erde transportiert wird und dort als Sonnenenergie ankommt. Der Masseverlust der Sonnen ist dabei äußerst gering: In einem Zeitraum von 1,24 Milliarden Jahren verliert die Sonne ca. 1 Prozent ihrer Gesamtmasse. Die bei der Verbrennung entstandene Energie können wir nutzen und z. B. in Solarstrom umwandeln. Gemessen wird Energie in Wattstunden pro m (Wh/m) bzw. Kilowattstunden pro m (kWh/m; eine Kilowattstunde pro m entspricht dabei 1.000 Wattstunden pro m). Damit wird die Energie ausgedrückt, die von der Sonne während einer Stunde auf einen Quadratmeter einstrahlt. An einem klaren sonnigen Sommertag beispielsweise beträgt die Strahlungsleistung zur Mittagszeit maximal 1.000 Watt pro m. Aber nicht nur wolkenlose Sonnenstrahlung leistet einen Beitrag zur Stromgewinnung, sondern auch die sogenannte diffuses Sonnenlicht, also Sonnenlicht, das durch Wolken gestreut wird, erzeugt Energie.


Wie entsteht Solarstrom?
Solarstrom (oder auch Photovoltaik) ist die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Strom. Zentrale Komponenten dieser Umwandlung sind die Solarzellen, die im allgemeinen zu sog. Solarmodulen oder Solarkollektoren zusammengefasst werden. Aufbau und Funktionsweise einer Solarzelle lassen sich mit denen einer Batterie vergleichen: Sobald Sonne scheint, wird zwischen zwei Kontaktflächen, einer positiv und einer negativ geladenen, ein Spannungsfeld erzeugt – es fließt Gleichstrom.

Gleichstrom fließt, wie der Name schon sagt, in eine Richtung, nach technischer Definition vom Plus- zum Minuspol z. B. einer Solarzelle. Dieser Gleichstrom kann entweder direkt vom Verbraucher genutzt oder in einer Batterie gespeichert werden. Soll der von der Solaranlage produzierte Gleichstrom ins öffentliche Netz eingespeist werden, muss er jedoch in 230 Volt Wechselstrom umgewandelt werden, da der öffentliche Netzstrom als Wechselstrom ausgeführt wird. Wechselstrom zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Stromrichtung zyklisch ändert. Damit sind ein geringerer Verlust und niedrigere Kosten beim Transport verbunden. Die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom erfolgt über einen sog. Wechselrichter, der damit das Herzstück jeder netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage ist.


Von der Entdeckung...
Schon vor ca. 150 Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass bestimmte Materialien, so genannte Halbleiter, unter gewissen Umständen in der Lage sind, Strom zu leiten. Bereits Ende des 19ten Jahrhunderts wurden die ersten Bauteile entwickelt, die Licht in Elektrizität umwandelten; die Energieausbeute war dabei allerdings noch zu gering, um diese Zellen in einem größeren Umfang zur Stromgewinnung einzusetzen. Erst im Zuge der Vorbereitung der ersten Weltraumflüge ab ca. 1950 wurden verstärkt Forschungen durchgeführt, wobei im Vordergrund die Suche nach neuen, geeigneten Materialien für die Photovoltaikzellen stand. Schon sehr bald zeigte sich, dass das Element Silizium die besten Eigenschaften aufwies. Es eignet sich hervorragend zur Herstellung von Halbleitern und es ist als das zweithäufigste chemische Element der Erde in großen Mengen verfügbar.
Silizium findet sich auf der Erde im Allgemeinen in Form von Sand. Dieser enthält aber neben Silizium noch viele andere Stoffe in unterschiedlichem Mischungsverhältnis. Zur Herstellung von Solarzellen wird das Element jedoch in möglichst reiner Form benötigt, um einen größtmöglichen Wirkungsgrad der Zelle zu gewährleisten.

... zur Nutzung
Um Elektrizität aus Siliziumzellen erzeugen zu können, muss ähnlich wie bei einer Batterie ein Strom vom positiven zum negativen Pol fließen. Aus diesem Grund besteht eine Photovoltaikzelle aus zwei Schichten, einer positiv und einer negativ „dotierten“ Lage. Dotiert werden die einzelnen Schichten, indem dem Silizium bestimmte chemische Elemente beigemischt werden. Fällt Licht auf diese Zelle, entsteht eine Spannung zwischen den beiden Schichten, die an den Polen abgegriffen werden kann. Eine einzelne Zelle erzeugt allerdings nur wenig Strom; daher werden viele Photovoltaik-Zellen in einem Modul zusammengeschaltet. Mehrere Solarmodule bilden einen PV-Generator .

Auf diese Weise wird eine genügend hohe Spannung und Stromstärke bereit gestellt, um auch ganze Haushalte mit Elektrizität versorgen zu können. Bevor der Strom aus Sonnenlicht allerdings eingespeist werden kann, muss er noch „aufbereitet“ werden. Die Photovoltaik-Zellen liefern Gleichstrom, der über einen so genannten Wechselrichter in den üblichen 50Hz-Wechselstrom umgewandelt werden muss. Bei Insel-Anlagen wird der solar erzeugte Strom in Batterien gespeichert. So ist auch nachts oder bei geringer Sonneneinstrahlung eine


Wie funktioniert Photovoltaik?
Mit der Photovoltaik wird das unerschöpflich und kostenlos auf die Erde einstrahlende Sonnenlicht mittels Solarzellen direkt in elektrische Energie umgewandelt. Ob im kleinen, spielerischen oder im großen, industriellen Stil; eines haben alle diese Anwendungen der direkten Umsetzung von Licht in Elektrizität gemeinsam: Sie nutzen eine der umweltschonendsten Formen der Energiegewinnung, den photovoltaischen Effekt. Schon vor ca. 160 Jahren haben Wissenschaftler im Experiment entdeckt, dass bei Beleuchtung einer Elektrolytzelle eine elektrische Spannung entsteht. Rund 40 Jahre später wurde dann ein Feststoff gefunden, der Licht in Elektrizität umwandelt: das seltene Element Selen. Die Energieausbeute war dabei allerdings noch zu gering, um diese Zellen in einem größeren Umfang zur Stromgewinnung einzusetzen. Erst im Zuge der Vorbereitung der ersten Weltraumflüge ab ca. 1950 wurden diese Forschungen verstärkt durchgeführt, wobei im Vordergrund die Suche nach neuen, geeigneten Materialien für die Photovoltaikzellen stand. Schon sehr bald zeigte sich, dass das Element Silizium die besten Eigenschaften aufwies; es eignet sich hervorragend zur Herstellung von Halbleitern und es ist als das zweithäufigste chemische Element der Erde in großen Mengen verfügbar.


Silizium - Der Stoff, aus dem die Zellen sind.
Silizium findet sich auf der Erde im Allgemeinen in Form von Sand. Dieser enthält aber neben Silizium noch viele andere Stoffe in unterschiedlichem Mischungsverhältnis. Zur Herstellung von Solarzellen wird das Element jedoch in möglichst reiner Form benötigt, um einen größtmöglichen Wirkungsgrad der Zelle zu gewährleisten. Um Elektrizität aus Siliziumzellen erzeugen zu können, bedient man sich eines eines physikalischen Effektes. Ähnlich wie bei einer Batterie muss ein Strom vom positiven zum negativen Pol fließen. Aus diesem Grund besteht eine Photovoltaikzelle aus zwei Schichten, einer positiv und einer negativ dotierten Lage. Dotiert werden die einzelnen Schichten, indem dem Silizium bestimmte chemische Elemente beigemischt werden. Fällt Licht auf diese Zelle, entsteht eine Spannung zwischen den beiden Schichten, die an den Polen abgegriffen werden kann.


Vom Stromverbraucher zum Energiepartner.
Überall dort, wo die Netzversorgung unzuverlässig oder zu fern ist, liefern netzunabhängige Photovoltaikanlagen Solarstrom für die Deckung des Energiebedarfs. In Booten, Camping-Fahrzeugen oder in Ferienhäusern liefern solche Systeme Strom für Licht, Radio, Kühlschrank und Fernsehgerät. Photovoltaik stellt nicht nur die sauberste Art der Energiegewinnung dar, sondern oft auch die wirtschaftlichste.

Längst aber werden Photovoltaik-Anlagen nicht mehr nur als autarke Systeme für die Deckung des eigenen Energiebedarfs betrieben. Denn der Verkauf von Solarstrom rechnet sich.

Netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen speisen den vor Ort gesammelten Solarstrom direkt ins öffentliche Netz. Hausbesitzer, Hausverwaltungsgesellschaften oder Unternehmen verkaufen ihren selbst erzeugten Solarstrom an Energieversorgungsunternehmen. Sie werden so vom Stromverbraucher zum Energiepartner. Mit einer Anlagenleistung von einem Kilowatt können in Deutschland jährlich 700-1.000 Kilowattstunden sauberer Strom erzeugt werden. Das erspart der Natur die Belastung von über einer Tonne Kohlendioxid. Durch spezielle Förderprogramme erwirtschaften Solarstromanlage in vielen Regionen schon seit Jahren Gewinne für ihre Betreiber. Denn die Förderung für Solarenergie in Deutschland ist weltweit beispielhaft. Das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) garantiert die Vergütung des selbst erzeugten Stroms für die nächsten 20 Jahre.