Solarkraft

Städte tragen bislang wenig zum Umstieg auf eine dezentrale Versorgung aus erneuerbaren Energien bei. Dies wird sich ändern müssen. Wer auf eine grüne Zukunft in urbanen Räumen setzt, kommt an der Energieerzeugung durch Wind und Sonne nicht vorbei. Führende Köpfe der deutschen Energieforschung kamen in einem Gutachten für die Leopoldina bereits 2020 zu dem Schluss, dass dafür alle Potenziale beim Ausbau der Wind- und Photovoltaik-Anlagen erschlossen werden sollten. Allerdings ist gerade der Ausbau der Windenergie aufgrund des Mangels an freien Flächen in der Stadt nicht einfach. Hinzu kommt, dass sich Kleinwindenergieanlagen auf Dächern nur selten lohnen. So sieht etwa eine vom städtischen Referat für Klima- und Umweltschutz der bayerischen Landeshauptstadt beauftragte Studie aktuell nur ein geringes Potenzial für wirtschaftliche und genehmigungsfähige Anlagen für die Stadt München. Damit eine smarte Stadt sich künftig tatsächlich in jeder Stunde eines Jahres vollständig aus erneuerbaren Energiequellen versorgen kann, werden mit Blick auf die Nutzung der Windenergie eher Kooperationen mit dem Umland an Bedeutung gewinnen.

Chancen durch Solarkraft

Besser sieht es in städtischen Räumen für die Solarenergie aus, denn Dachflächen gibt es in Ballungsräumen reichlich. Dies zeigt exem­plarisch eine Studie der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) für die bundesdeutsche Hauptstadt. Demnach könnten in Berlin mindestens sechs Gigawatt mit Dachanlagen erzeugt werden, also fast die Hälfte des Berliner Stromverbrauchs des Jahres 2019. Klar ist aber auch, dass die zur Verfügung stehenden Dachflächen allein auch bei einem konsequenten Ausbau nicht ausreichen werden. Deswegen stellen sich Experten im Rahmen zukunftsgerichteter Projekte unter anderem die Frage, wie Solarenergie nicht nur auf Dächern, sondern auch möglichst effizient an Häuserfassaden gewonnen werden kann. Dazu gehört das Projekt Solar-VHF. Bei dem Projekt untersuchen unter anderem das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP und das Institut für Solarenergieforschung Hameln ISFH, wie sich Solarthermie mit einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) als Wärmetauscher kombinieren lässt. Die Vorteile einer solaren VHF: Durch die solarthermische Aktivierung einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade lässt sich etwa das Erdsondenfeld einer Wärmepumpenanlage reduzieren. Gleichzeitig werden wegen der nicht sichtbaren Integration alle Anforderungen an eine qualitativ hochwertige Architektur umgesetzt. Das Projekt läuft bis September 2024.

Bunter Strauß an Lösungen

Andere Projekte integrieren Solarzellen in Glasscheiben, um auch Glasfassaden und Fenster für die Energiegewinnung zu nutzen. Aber zum Beispiel auch in Balkonen, Fahrbahnen und Gehwegen stecken ungeahnte Möglichkeiten, um überall in der Stadt verteilt Solarstrom ins Netz einspeisen zu können. Insgesamt sind es viele unterschiedliche Puzzleteile, die das städtische Energiesystem der Zukunft ausmachen werden. Hierzu zählen nicht zuletzt smarte Speicherlösungen. Für die Zwischenspeicherung etwa von Strom werden künftig verschiedene Speichertechnologien zur Verfügung stehen. So müssen Langzeitspeicher in der Lage sein, elektrische Energie über mehrere Tage oder Wochen zu speichern.