Solarparkplatz: Solarcarports und Solarparkplatzanlagen – die nachhaltige Art von Photovoltaik auf asphaltierten Flächen

Asphaltierte Flächen sind in vielen Städten weit verbreitet und bieten eine große Fläche, die für die Installation von Solarcarports und Solarparkplatzanlagen genutzt werden kann. Diese Art der Photovoltaik ist besonders nachhaltig, da sie auf bereits vorhandenen Flächen installiert wird und keine neuen Flächen beansprucht. Zugleich trägt die Verschattung zur Vermeidung einer Überhitzung der Städte bei, denn überhitzte Straßen sind im Bereich der Urbanisierung eines der größten Klimaprobleme. Darüber hinaus können Solarcarports und Solarparkplatzanlagen mithelfen, die Umweltbelastung durch emissionsfreie Stromerzeugung zu reduzieren.

Das Problem der Überhitzung der Städte ist ein großes und ernsthaftes Problem, aber die meisten Menschen wissen nicht, was sie dagegen tun können. Die Stadtplanung ist ein Schlüsselfaktor bei der Bekämpfung der Überhitzung von urbanen Umgebungen. Laut dem Klimaforscher Dr. Ebi Krypton sind „79 % der globalen CO2-Emissionen direkt oder indirekt auf städtische Aktivitäten zurückzuführen“. Dieser hohe Prozentsatz der Schuld an den Treibhausgasemissionen veranschaulicht, wie sehr unsere Städte mit zunehmender Bevölkerungsdichte unter Druck geraten. Leider neigen viele moderne Architekten und Stadtpaner dazu, die Hitze in ihren Entwürfen als unvermeidliches Element hinzunehmen. Aber es gibt Hoffnung – Wenn wir uns für klimaangepasste architektonische Lösungsmöglichkeit begeistern und umsetzen, kann dies helfen, die globale Erwärmung auf 1,5°C bis 2°C zu begrenzen.

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• Green Smart City: Grüne Infrastruktur und emissionsfreie Stromversorgung

Smart City: Green Infrastruktur und Stromversorgung – Bild: Xpert.Digital / studiostoks|Shutterstock.com

Eine Studie von ‚De Lorean Power‘ aus der Schweiz ergab, dass das Parkverhalten der Mitarbeiter idealerweise der Menge an erzeugtem Solarstrom entspricht. Die Tageskilometer des Elektrofahrzeugs können bei nahezu jedem Wetter zurückgelegt und der Überschuss ins Netz eingespeist werden. Die jährliche Solarstromerzeugung auf dem Parkplatz entspricht dem Energiebedarf des Fahrzeugs. Solarparkplätze haben von allen Infrastrukturbereichen das größte Potenzial zur Stromerzeugung. Pro zugelassenen Auto stehen in der Schweiz ca. 2 Parkplätze zur Verfügung. In verfügbaren Regionen kann es über 10 Terawattstunden Solarstrom pro Jahr erzeugen (15 % des derzeitigen Stromverbrauchs). „Es ist erstaunlich, wie wenige Pilotanlagen es gibt“, so die Autoren der Studie. Außerdem schützt ein solches Dach das Auto vor Witterungseinflüssen und reduziert die Hitze des Autos im Sommer.

Gemäß einer Auswertung des Bundesamtes für Statistik (BFS) verfügt die Schweiz über mindestens 5 Millionen oberirdische Parkplätze (6400 Hektar) mit rund 4,7 Millionen registrierten Personenwagen. Diese Parkflächen wurden mit einem digitalen Verfahren erfasst, das nur größere angrenzende Flächen und keine Einzelparkplätze erkennt. Verkehrsexperten rechnen daher mit 8 bis 10 Millionen Parkplätzen. Das sind etwa 2 pro Pkw.

Laut der anderen Studie „Solarstromerzeugung für Infrastruktureinrichtungen und Konversionsflächen“ haben oberirdische bzw. offene Parkflächen das größte PV-Potenzial aller Infrastrukturflächen. Diese Gebiete können bis zu 10 Terawattstunden (TWh) PV-Strom pro Jahr liefern. Damit beträgt die gesamte Stromproduktion in der Schweiz 65,5 TWh.

Die durchschnittliche Parkfläche beträgt 12,5 Quadratmeter (2,5 Meter x 5 Meter). Das ist somit auch die Fläche, die eine Solarüberdachung aufweisen muss. Der Energieertrag einer PV-Anlage hängt von vielen Faktoren ab, darunter Sonneneinstrahlung, Komponenteneffizienz und Modulausrichtung. Im Thurgau können mit 1 kW installierter PV-Leistung rund 1000 kWh Strom pro Jahr erzeugt werden (1000 kWh pro 1 kWp).

1 kWp erfordert je nach verwendeten PV-Modulen eine installierte Leistung von 4 bis 8 Quadratmetern. In dieser Studie rechnen werden mit 5 m2 pro kWp gerechnet. Damit kann ein 12,5 m2 großer Parkplatz mit 2,5 kWp Leistung installiert werden, der 2.500 kWh Solarstrom pro Jahr erzeugt. Der durchschnittliche Schweizer Haushaltsverbrauch beträgt rund 4.500 kWh/Jahr (ohne Heizung, Lüftung und Elektrofahrzeuge).

Der modulare Aufbau eines Carport-Systems ist vorteilhaft und man kann damit die Überdachung an beinahe beliebige Parkplätze anpassen und erzielt so eine weiterhin gute Ausnutzung der Parkfläche und stellt die Ausbaubarkeit sicher.

Mittels bifazialer Module kann eine Lichtdurchlässigkeit des Carports erreicht werden. Dies ist optisch sehr interessant und führt zu höheren Solarerträgen, da entsprechende PV-Module auch von unten einfallendes Licht verwerten können und so 10-20% Mehrertrag liefern. Aktuell kommt die Bifazial-Technik noch wenig zum Einsatz, da die Wirtschaftlichkeit aufgrund höherer Modul-Preise nicht zwingend gegeben ist. Man nimmt allerdings an, dass sich diese Technik in den nächsten Jahren etablieren wird.

In unserem 4+2+ modularen und skalierbaren Solarcarport-System, wo teiltransparente und bifaziale Module zum Einsatz kommen, treffen diese Punkte zu und sind jetzt schon zusätzlich auch eine preisliche Alternative:

Solare Überdachungsvarianten speziell für Fahrzeuge – Bild: Xpert.Digital

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• Zahlen, Daten, Fakten: Solarcarport, Carport mit Solardach, Überdachungsvarianten im Vergleich und Musterparkplatz mit Stromertrag

Grenzenlos: Modulares und skalierbares Solarcarport-System für PKW wie LKW

Grenzenlos: Modulares und skalierbares Solarcarport-System für PKW wie LKW

Technische Daten: Modulares und skalierbares Solarcarport-System für PKW wie LKW

Technische Daten: Modulares und skalierbares Solarcarport-System für PKW wie LKW

Vorteile auf einen Blick:

• Flexible und modulare (skalierbare) Bauweise
• Lichte Höhe für PKW ab 2,66 m (für LKW auf 4,5 m oder mehr erweiterbar)
• Parkplatztiefe für PKW bis 6,1 m, gegenüberliegend bis 12,5 m möglich
  Die Tiefe ist abhängig von den Maßen der verwendeten Solarmodule
• Solarcarport-System ist optimal ausgerichtet für teiltransparente Solarmodule
  12 % / 40 % Lichtdurchlässigkeit (!) – Mit zertifizierter Zulassung für die Überkopfmontage
• Optional mit leistungsstarker LED-Beleuchtung, dimmbar und mit Bewegungssteuerung
• Auch für Parkstand mit Schrägaufstellung einsetzbar
• Keine verdeckten Kosten bezüglich Fundamentierung
  Einsatz von Punktfundamentierung (günstigste Variante, für die Statik kein aufwendiger Bodenaushub für Betonplatten etc. notwendig) oder Montage mit Bodenplatten, abhängig von der vorhandenen Bodenbeschaffenheit/Asphaltierung

Weitere Quellen:

• Kostenfaktor Bodenfundament bei Solarcarports
• Solarcarports, wo kein Standard mehr steht – Für jede Herausforderung die optimale Lösung mit Solar-Überdachung für offene Parkplätze
• Solarcarport-Systeme: Welches ist die bessere und/oder kostengünstigere Variante?
• Die Solarcarport Strategie für offene Stellplätze
• Das modulare Solarcarport System für alle Anwendungen und Fälle

LKW Solarcarport-System

Aufgrund der Tatsache, dass mit der 4+2+ Säulen-Technik die flexibelste Lösung (technisch wie auch preislich) für ein Stellplatz-Überdachungssystem vorliegt, ist das ebenso für größere Fahrzeuge wie LKW mit entsprechenden Modifikationen problemlos erweiter- und anwendbar.

Die zunehmende Überhitzung der Städte ist ein globales Problem. In den letzten Jahren ist die Temperatur in den städtischen Gebieten weltweit um durchschnittlich 0,5 bis 1 Grad Celsius gestiegen. Diese Erwärmung ist hauptsächlich auf die Absorption von Sonnenlicht durch Asphalt und andere dunkle Oberflächen zurückzuführen.

Die Wissenschaftler sind sich einig, dass diese Urban Heat Island-Effekt die Folge der Klimaerwärmung ist. Die Temperaturunterschiede zwischen städtischen und ländlichen Gebieten können jedoch auch durch andere Faktoren wie Vegetation, Wind und Bauweise beeinflusst werden.

Der Effekt ist besonders in Großstädten spürbar, da hier die meisten Menschen leben und die meisten Autos fahren. Die Hitze wird von den Autos aufgewirbelt und steigt in die Luft. Sie wird dann von den Hochhäusern zurückgeworfen und bleibt in den Straßenschluchten hängen.

Das Problem der Überhitzung der Städte ist also zweifach: zum einen die direkte Absorption von Sonnenlicht durch Asphalt und andere dunkle Oberflächen und zum anderen die Aufwirbelung der Hitze durch den Verkehr.

Eine mögliche Lösung für das Problem der Überhitzung der Städte ist die Installation von Solarcarports und Solarparkplatzanlagen. Diese Anlagen können sowohl die Absorption von Sonnenlicht als auch die Aufwirbelung der Hitze verringern.

Solarcarports sind überdachte Parkplätze, die mit Photovoltaik-Modulen ausgestattet sind. Diese Module wandeln das einfallende Sonnenlicht in elektrische Energie um. Gleichzeitig wird die Hitze des Sonnenlichts abgeleitet und nicht an die Umgebung weitergegeben. Dadurch kann die Temperatur unter dem Carport um bis zu 10 Grad Celsius gesenkt werden.

Die Installation von Solarcarports und Solarparkplatzanlagen ist also eine effektive Möglichkeit, um die Überhitzung der Städte zu verringern. Diese Anlagen bieten jedoch nicht nur eine Lösung für das Problem der Überhitzung, sondern können auch zur Erzeugung von erneuerbarer Energie genutzt werden.

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• Auswirkung der Urbanisierung: Städtische Wärmeinsel – Urban heat island (UHI) – Vermeidung durch solare Überdachung bei gleichzeitiger Stromgewinnung

Eine städtische Wärmeinsel ist ein städtisches oder großstädtisches Gebiet, in dem es aufgrund menschlicher Aktivitäten deutlich wärmer ist als in den umliegenden ländlichen Gebieten. Der Temperaturunterschied ist in der Regel nachts größer als tagsüber und am deutlichsten, wenn die Winde schwach sind. UHI macht sich vor allem im Sommer und Winter bemerkbar. Die Hauptursache für den UHI-Effekt liegt in der Veränderung der Landoberfläche. Eine Studie hat gezeigt, dass Wärmeinseln durch die Nähe zu verschiedenen Arten der Bodenbedeckung beeinflusst werden können, so dass die Nähe zu unfruchtbarem Land zu einer Erwärmung des städtischen Bodens führt, während die Nähe zu Vegetation ihn kühler macht. Die durch die Energienutzung erzeugte Abwärme ist ein weiterer Faktor. Wenn ein Bevölkerungszentrum wächst, vergrößert sich seine Fläche und die Durchschnittstemperatur steigt. Der Begriff Wärmeinsel wird ebenfalls verwendet; er kann für jedes Gebiet verwendet werden, das relativ heißer ist als die Umgebung, bezieht sich aber im Allgemeinen auf vom Menschen gestörte Gebiete.

Die monatlichen Niederschläge sind im Windschatten von Städten größer, was teilweise auf die UHI zurückzuführen ist. Die zunehmende Hitze in städtischen Zentren verlängert die Vegetationsperioden und verringert das Auftreten von schwachen Tornados. Die UHI verschlechtert die Luftqualität, indem sie die Produktion von Schadstoffen wie Ozon erhöht, und sie verschlechtert die Wasserqualität, da wärmeres Wasser in die Flüsse der Region fließt und deren Ökosysteme belastet.

Nicht alle Städte weisen eine ausgeprägte städtische Wärmeinsel auf, und die Merkmale der Wärmeinsel hängen stark vom Hintergrundklima des Gebiets ab, in dem sich die Stadt befindet. Der Effekt der städtischen Wärmeinsel kann durch begrünte Dächer, passive Strahlungskühlung am Tag und die Verwendung heller Oberflächen in städtischen Gebieten, die mehr Sonnenlicht reflektieren und weniger Wärme absorbieren, verringert werden. Die Verstädterung hat die Auswirkungen des Klimawandels in den Städten verschärft.

Das Phänomen wurde zum ersten Mal in den 1810er Jahren von Luke Howard untersucht und beschrieben, obwohl er nicht derjenige war, der das Phänomen benannte. Die Erforschung der städtischen Atmosphäre wurde im neunzehnten Jahrhundert fortgesetzt. Zwischen den 1920er und 1940er Jahren suchten Forscher in Europa, Mexiko, Indien, Japan und den Vereinigten Staaten auf dem aufkommenden Gebiet der lokalen Klimatologie oder der mikroskaligen Meteorologie nach neuen Methoden zum Verständnis des Phänomens. Im Jahr 1929 verwendete Albert Peppler den Begriff „staedtische Waermeinsel“, der als erstes Beispiel fuer eine staedtische Waermeinsel gilt. Zwischen 1990 und 2000 wurden jährlich etwa 30 Studien veröffentlicht; bis 2010 stieg diese Zahl auf 100, und 2015 waren es bereits mehr als 300.

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• Auswirkung der Urbanisierung: Städtische Wärmeinsel – Urban heat island (UHI) – Vermeidung durch solare Überdachung bei gleichzeitiger Stromgewinnung