Drohnenbilder helfen, alpine Solarparks zu realisieren
Im Gebirge scheint die Sonne recht häufig, vor allem besonders stark und mit wenig Verschattungen. Dafür gibt es andere Rahmenbedingungen, die berücksichtigt werden müssen: zum Beispiel die Schneehöhen. Forschende in der Schweiz liefern dafür mithilfe von Drohnen wertvolle Informationen.
Die Forschenden erkundeten mit einer Drohne die verschiedenen Schneehöhen am Berninapass.
Foto: Yves Bühler / SLF
In den Bergen gibt es zahlreiche Stellen, an denen eine Photovoltaik-Anlage ohne Schatten große Erträge liefern könnte. Doch damit man sie auch an passender Stelle installiert, sind verschiedene Informationen notwendig – unter anderem zu Schneehöhen. Eine Gruppe von Forschenden vom Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in Davos hat dafür nun eine Drohne eingesetzt. Seit Ende Januar 2024 sind sie am Berninapass unterwegs, um die Schneehöhen zu messen.
Unsichtbare Photovoltaik: Farbig und hocheffizient
Die beiden Forschenden Yves Bühler und Andreas Stoffel, die zur Forschungsgruppe Alpine Fernerkundung gehören, sind dabei im Auftrag eines Planungsunternehmens aktiv, das sich auf PV-Anlagen spezialisiert hat. Konkret will das Unternehmen am Berninapass einen Solarpark bauen. Voraussetzung dafür ist, dass man vor allem die Verhältnisse des Geländes im Winter kennt. „Wenn man eine Photovoltaikanlage an einer Stelle installiert, an der im Winter sieben Meter Schnee liegen, ist sie im Frühjahr darauf sicherlich kaputt“, erklärt Bühler.
Alpine Solarparks: Zuerst geeignete Standorte ermitteln
Die Drohnen helfen dabei, wichtige Daten für die Planung eines solchen Solarparks zu liefern. Denn in einem Gebirge sind häufig wenige Meter entscheidend, ob sich die Verhältnisse plötzlich ändern. Deshalb messen die Forschenden in erster Linie die räumliche Verteilung der Schneehöhen. Zugleich ziehen sie weitere Berechnungen hinzu: Nämlich die Veränderungen von Schneehöhen, je nachdem wie Windrichtungen die Schneefälle beeinträchtigen. Auf diese Art und Weise wollen sie zu einer besseren Einschätzung gelangen, welche Standorte sich für einen Solarpark als geeignet erweisen.
Bei solchen sogenannten Vermessungsflügen kann zum Beispiel herauskommen, dass eine vergleichsweise kleine Mulde, durchaus große lokale Schneehöhen verursachen kann. Genau solche Details sind für die Projektplanerinnen und -planer natürlich von großer Bedeutung. Sie geben Hinweise darauf, ob weitere Maßnahmen im Rahmen der Planung notwendig sind. Bislang gab es für solche Vorhaben nur Karten mit groben Angaben. Diese enthielten meist eine mittlere Schneehöhe, die dann für die gesamte Schweiz galt. Doch Schnee fällt nicht einfach so an einen Ort und bleibt genau dort bis zum Frühjahr liegen. Vor allem der Wind hat großen Einfluss darauf, wie der Schnee sich möglicherweise bewegt. Auf diese Art und Weise gibt es Stellen im Gebirge, auf denen viel Schnee liegt und wiederum andere, die nur wenig Schnee aufweisen. Die Unterschiede dabei können ganz erheblich sein.
Lokale Schneehöhe für alpine Solarparks von großer Bedeutung
Damit man einen Solarpark in einem Gebirge bauen kann, ist es notwendig, vor allem den Abstand der PV-Module vom Boden genau zu berechnen und dabei die lokale Schneehöhe mit einzubeziehen. Kalkuliert man mit einer zu niedrigen Höhe, ist der Unterbau der Module zu flach. Dann wären die Module vermutlich von Schnee bedeckt und würden keinen Strom produzieren. Darüber hinaus könnte der Druck, der durch den Schnee auf die Module wirkt, Schäden verursachen.
Aber auch eine PV-Anlage hat Auswirkungen auf die umliegende Natur und in diesem Fall auf die Ansammlung des Schnees. „Grundsätzlich gilt, dass Solarparks die lokale Windgeschwindigkeit reduzieren. Dadurch dürfte mehr Schnee abgelagert werden“, erklärt Stefan Margreth, Leiter der Forschungsgruppe Schutzmaßnahmen. Die Folge: Der Schnee könnte sich nach dem Bau völlig anders verteilen als vorher. Auch solche Informationen müssen in die Planung eines Solarparks einfließen.
Alpiner Solarpark erst einmal als Testanlage geplant
Die Forschenden gehen davon aus, dass ein Solarpark insgesamt dafür sorgen wird, dass mehr Schnee an dem Ort liegen wird. Das sei bei der Höhe des Unterbaus entsprechend zu berücksichtigen. „Es ist schwierig, abzuschätzen, wie sich die Konstruktion im Detail auf die Schneehöhe auswirken wird“, sagt Margreth. Er hat aber auch zwei Faustformeln, die hier Anwendung finden könnten: Auf einem Industriegebäude erhöht eine Solaranlage die Schneelast um bis zu 25 Prozent. Bei einer freien Fläche dürfte demnach etwa 20 Prozent mehr Schnee liegen. Bezogen auf die Schneehöhe würden so aus drei Metern eher dreieinhalb bis vier. Diese Rahmenbedingungen machen die ersten alpinen Solarparks in der Schweiz erst einmal zu Testanlagen.
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