Integrierte Photovoltaik in Lärmschutzwänden

Schutz gegen Verkehrslärm mit Durchblick und Sonnenstrom

17. Februar 2017

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Zum Schutz gegen den zunehmenden Lärm an Straßen, Schienenwegen und Flugplätzen werden in den Industrieländern immer mehr Lärmschutzwände gebaut. Weniger als 1% der Lärmschutzflächen wird für Photovoltaik genutzt, obwohl sich Photovoltaik bestens in Lärmschutzwände integrieren lässt und viele Mehrwerte bietet. Ein Beispiel aus Oberbayern zeigt, wie so etwas funktionieren kann.

In der oberbayerischen Gemeinde Neuötting  wurde 2016 eine Lärmschutzwand mit integrierter Photovoltaik entlang der Staatsstraße 2550 realisiert.

Lärmschutz in Neuötting

Lärmschutzintegrierte Photovoltaik mit Durchsichtelementen in Neuötting; Quelle: R. Kohlhauer GmbH

Lärmschutzintegrierte Photovoltaik mit Durchsichtelementen in Neuötting; Quelle: R. Kohlhauer GmbH

Im Fall Neuötting ergab es sich, dass ein neu ausgewiesenes Baugebiet und die neue Montessori-Schule einen Lärmschutz brauchten. Die zulässige Dezibel-Zahl an den Straßengrundstücken wurde nachts um bis zu 8 Dezibel überschritten. Für die Stadt und insbesondere für das Bauamt von Neuötting ergab sich nun die Herausforderung des Baus eines Lärmschutzes auf kleinem Grund, mit 5 Meter Höhe und der Pflicht die Kosten möglichst klein zu halten.

»Die günstigste Lösung wäre die blickdichte, graue Lärmschutzwand aus Beton gewesen, die in Neuötting aber keiner haben wollte«, kommentiert Bauamtsleiter Alois Schötz. Um den bestmöglichen Lärmschutz zu realisieren hat die Stadt Neuötting bereits lange vor der Ausschreibung das Gespräch mit Ingenieurbüros und Lärmschutzherstellern gesucht. Gemeinsam wurde bereits vor der Ausschreibung diskutiert, wie der Lärmschutz gestaltet werden kann, um den geforderten Schutz bei attraktiver Optik und guter Funktionalität zu liefern. Dazu musste auch die Ausschreibung so gestaltet werden, dass Neuötting einen Lärmschutz erhält, der sich möglichst harmonisch in das Landschaftsbild einfügt, den Anwohnern den Blick hinter den Lärmschutz ermöglicht und der nachhaltig und bezahlbar ist.

Lärmschutzwall versus Lärmschutzwand

Die Lärmschutzwand umschließt auf einer Länge von 234 Meter ein Neubaugebiet mit Schule; Quelle: Maxsolar GmbH

Die Lärmschutzwand umschließt auf einer Länge von 234 Meter ein Neubaugebiet mit Schule; Quelle: Maxsolar GmbH

»Zuerst dachten wir an einen Lärmschutzwall«, erklärt Bauamtsleiter Alois Schötz, »aber der hätte zu viel Fläche verbraucht, die wir nicht zur Verfügung hatten und auch nicht erwerben konnten. Deshalb war schnell klar, dass wir auf der vorhandenen Fläche nur eine Lärmschutzwand realisieren konnten. Uns war aber sehr wohl bewusst, dass eine 5 Meter hohe Wand ein massiver Eingriff in das Landschaftsbild bedeutet und wir deshalb eine intelligente Lösung brauchten.«

Schließlich entschied man sich für eine Kooperation mit der Firma Kohlhauer. Die Lösungen von Kohlhauer sind zwar nicht günstig, dafür profitieren die Erbauer aber von guter Qualität, Optik und der Akzeptanz ihrer Bauwerke. »Eine Lärmschutzwand ist auf 20 Jahre Nutzung ausgelegt«, erklärt Reinhard Kohlhauer, »in dieser Zeit muss das Objekt am besten ohne Mängel funktionieren.«

Die Neuöttinger Lärmschutzwand ist modular aufgebaut. Zwischen Trägern wird auf 4 Metern Breite Lärmschutz aus einem patentierten Gitterdämmsystem, Acryl-Glas und Photovoltaik installiert. Das Konzept ist flexibel, so dass dort, wo die Photovoltaik unrentabel ist das Gitterdämmsystem eingesetzt wird. Außerdem können einzelne Elemente jederzeit ausgetauscht werden, sollte einmal ein Schaden durch z. B. Unfall oder Vandalismus entstehen. Das ist nachhaltig und hält Wartungskosten klein.

Lärmschutz in 3 Zonen

Die 234 Meter lange Lärmschutzwand besteht aus einem Bohrpfahlfundament mit  Tragpfosten für die Lärmschutzsegmente im Abstand von 4 Metern. Die Pfosten sind mit einer Neigung von ca. 5° in die Fundamente eingelassen, um die Ausrichtung der Solarstrommodule zur Sonne zu verbessern. Die Felder zwischen den Pfosten sind 5 Meter hoch und sind jeweils in 3 Zonen aufgeteilt:

  • Zone 1 besteht aus einem akustisch wirksamen Gitterdämmsystem, das kurz über der Geländeoberkante auf einem Betonsockel ruht und 1 Meter hoch ist.
  • Zone 2 beginnt 1,28 Meter über Geländeoberkante, besteht aus Acrylglas in Aluminium-Rahmen und ist 1,50 Meter hoch. Es ist ein transparentes, durchsichtiges Element, das den freien Blick auf die jeweils andere Seite der Schallschutzwand gewährt.
  • Zone 3 besteht aus 2 PV-Elementen mit je 2 Modulen auf der Südseite und akustisch wirksamen Gitterdämmsystem auf der Nordseite. Den oberen Abschluss der Konstruktion bildet der Kabelkanal, in dem alle Leitungen des Photovoltaikgenerators verlaufen, gut geschützt vor UV-Strahlung und Beschädigung.

Das PV-Segment ist standardisiert und wird bei Kohlhauer unter dem Namen »Kohlhauer Volta« geführt. Das System ist für Photovoltaik-Module mit den Maßen 1,65 Meter mal 1,00 Meter vorbereitet, kann aber auch an andere Maße angepasst werden. »Lärmschutz ist immer individuell für den jeweiligen Standort geplant«, weiß Reinhard Kohlhauer und noch ein Hinweis für ein langes, wartungsfreies Leben hat er parat: »Photovoltaik sollte immer über Kopfhöhe angebracht werden, denn dort ist das Risiko von Verschmutzung, Vandalismus- und Graffiti-Angriffen wesentlich geringer als im unteren Bereich.« Die Photovoltaik will er deshalb außerhalb der Reichweite von Sprayern und Straßenschmutz wissen, weil Photovoltaikmodule mit Farbe ausgetauscht werden und verschmutzte Module gereinigt werden müssen.

Realisierung mit Abstimmung und Teamgeist

Montage der Photovoltaikelemente an der Lärmschutzwand; Quelle: Maxsolar GmbH

Montage der Photovoltaikelemente an der Lärmschutzwand; Quelle: Maxsolar GmbH

»Um die Lärmschutzwand von der ersten Idee, bis zur Fertigstellung zu realisieren war viel Abstimmungsarbeit notwendig«, erklärt Bauamtsleiter Alois Schötz. »Im ersten Schritt ging es darum die Ausschreibung so zu gestalten, dass Neuötting genau den Lärmschutz bekommt, der gewünscht wurde, nämlich eine Lärmschutzwand mit Durchblick, die erneuerbaren Strom produziert. Es war klar, dass diese Variante zu den teuersten gehört, aber Neuötting lebt mindestens 20 Jahre mit der Lärmschutzwand. Da sollte sie sowohl optisch als auch funktional die bestmögliche Lösung bieten.« Im nächsten Schritt musste die Gemeinde feststellen, dass die Photovoltaikanlage für sie zu teuer geworden wäre. Außerdem fehlte das Fachwissen für Betrieb und Wartung. Deshalb wurde die PV-Zone an die Energiegenossenschaft Inn-Salzach als Betreiber vergeben. Geplant und installiert hat die Photovoltaikanlage die MaxSolar GmbH in Traunstein, die auch Wartung und Überwachung der Anlage übernimmt. Alles erfolgte in enger Abstimmung mit der Stadt Neuötting und der Kohlhauer GmbH. Den Bau der Lärmschutzwand bis zur Photovoltaik führte ein regionales Unternehmen aus.

Die Lärmschutzwand ist nicht lotrecht, sondern um 5° Richtung Norden geneigt. Dadurch steigert sich die Jahresleistung der 65 Kilowatt-peak PV-Anlage um rund 5 % gegenüber einer senkrechten Ausrichtung. »Wir sind von einem kalkulierten Jahresertrag von 800 bis 850 kWh pro kWp ausgegangen, was sehr konservativ und vermutlich zu vorsichtig angesetzt ist. Eine langfristige Auswertung ist noch nicht vorhanden. Wir sehen aber schon an den vergangenen Wintermonaten, dass der Trend zu einem positiveren Ergebnis geht«, erklärt Christoph Strasser, Leiter Vertrieb beim PV Projektierer MaxSolar GmbH. Der Vorsitzende der EnergieGenossenschaft Inn-Salzach e.G.

Pascal Lang ergänzt zum Engagement bei der Realisierung einer lärmschutzintegrierten Photovoltaikanlage: »Als Genossenschaftsprojekte in Zusammenarbeit mit den Kommunen können solche Lärmschutzwände Renditen von 4 % bis 6 % erzielen und sind somit für eine Umsetzung durchaus interessant, vor allem aber auch unter dem Aspekt der Eigenversorgung ortsnaher Verbraucher. Als reine Investorenanlagen rechnen sich diese Projekte eher weniger. Sobald aber ein Verbraucher, beispielsweise der Neubau der  Montessori-Schule Neuötting, versorgt werden kann, steigert das die Rentabilität der Anlage.«

Die erwartete Jahresleistung der lärmschutzintegrierten 65 Kilowatt-peak Photovoltaik liegen nach Berechnungen der MaxSolar GmbH am Standort bei rund 55.000 Kilowattstunden. Die Nutzung der Lärmschutzwand durch die EnergieGenossenschaft Inn-Salzach e.G. ist in Form eines Gestattungsvertrags mit der Gemeinde geregelt. Entgelte für die Nutzung fallen für die Genossenschaft nicht an. Dafür hat sie die Kosten für den oberen Teil der Lärmschutzwand übernommen.  Die Leistungen der Kohlhauer GmbH enden am Stecker. Verwaltet, überwacht  und gewartet wird die Photovoltaik in Zukunft durch den Photovoltaik-Projektierer MaxSolar GmbH im Auftrag der EnergieGenossenschaft Inn-Salzach e.G.

Potential integrierter Photovoltaik in Lärmschutzwänden

Seit 1996 kombiniert die R.Kohlhauer GmbH aus dem badischen Gaggenau Lärmschutz und Photovoltaik. Der Anteil der Lärmschutzwände mit integrierter Photovoltaik liegt allerdings momentan  unter einem Prozent. »Eigentlich ist das ein prima Sache, aber trotz massiv gesunkener Preise für die Photovoltaikkomponenten trauen sich die Entscheider nicht an das Thema ran. Das nicht mehr schallschutzintegrierte Photovoltaik verbaut wird, ist meiner Ansicht nach eine Kopfsache«, so Reinhard Kohlhauer. Dabei gebe es sehr gute Gründe für das Konzept:

  • PV-Komponenten werden immer günstiger
  • die Montage in der Lärmschutzwand ist einfach, der Planungsaufwand gering.
  • immer mehr Lärmschutzwände müssen aus Altersgründen erneuert werden. Sie können mit integrierter Photovoltaik aufgewertet werden.
  • Gleiches gilt für die nachträgliche Erhöhung von Lärmschutzwänden auf Grund von steigendem Verkehrsaufkommen und Grenzwertüberschreitung.
  • In jungen Industrienationen steigt das Verkehrsaufkommen und somit der Bedarf an Lärmschutz. Länder mit starker Sonneneinstrahlung wie Indien, Malaysia und Türkei sind daher interessante Entwicklungsgebiete für lärmschutzintegrierte Photovoltaik.

 »In Deutschland blockieren meistens die Behörden das PV-Schallschutz-Konzept, sei es aus Unwissenheit oder der Pflicht dem billigsten Angebot den Zuschlag zu erteilen. Man hat Angst vor zusätzlichen Kosten, einem höheren Aufwand bei Bau und Wartung mit der Elektrik und die wollen die Zuständigkeiten zwischen den einzelnen Gewerken nicht abstimmen. Dabei  wird wenig Rücksicht auf Akzeptanz in der Bevölkerung oder Nachhaltigkeit genommen«, so Kohlhauer.

 

 

 

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