Solarfeld Skyline Frankfurt
© Fotografin Schroll
Solarenergie

Die Sonne ist eine der wichtigsten Energiequellen, die uns zur Verfügung steht.

Sonne ernten

Mit Sonnenenergie lässt sich Strom und Wärme erzeugen. Schon ein relativ kleiner Teil der nutzbaren Sonnenenergie würde ausreichen, um den Energiebedarf der gesamten Menschheit zu decken. Sie ist daher ein wesentlicher Baustein der Energiewende.

Bisher wird nur ein kleiner Teil des Endenergiebedarfs mit Sonnenenergie gedeckt, doch er wird stetig größer. Deutschland gehört zu den Pionieren der Nutzung und Entwicklung entsprechender Technologien. Auch in Hessen spielt die Nutzung von Solarenergie eine ständig wachsende Rolle. Die größte Bedeutung hat dabei die Stromproduktion mit Photovoltaikanlagen. Bei dieser Technik wandeln Solarzellen das einfallende Licht in elektrische Energie um, die entweder direkt verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Photovoltaik

Photovoltaik auf Dächern einer Gemeinde
© imagoimages / Jochen Tack

Photovoltaik (PV) spielt eine wichtige Rolle bei der Stromerzeugung. Ende 2022 waren in Hessen 174.700 PV-Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 3.043,5 Megawatt (MW) erfasst. Das entsprach laut Energiemonitoringbericht 2023 52,7 Prozent der installierten elektrischen Leistung von Erneuerbare-Energien-Anlagen. Zur Gesamtproduktion aus regenerativen Quellen trugen sie 14 Prozent bei. 26.184 PV-Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 380,5 MW wurden 2022 neu installiert – 136,9 MW bzw. gut 56,2 Prozent mehr als im Vorjahr. Im 1. Halbjahr 2023 wurden 31.790 PV-Anlagen mit einer installierten Leistung von 282,9 MW in Betrieb genommen.

Unterschieden werden in der Regel zwei Arten von PV-Anlagen: solche, die auf freier Fläche stehen, und solche, die auf Dächern installiert sind. Es ist auch möglich, PV-Elemente beispielsweise in Fassaden einzubauen, das ist aber noch die Ausnahme. Alternativen wie schwimmende PV-Anlagen werden derzeit in Pilotprojekten erprobt.

Potentialstudie Photovoltaik für Hessen

Hessen hat sich zum Ziel gesetzt, dass Strom und Wärme bis 2045 zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien erzeugt werden sollen. Um zu diesem Ziel beizutragen, wurde im Jahr 2022 im Auftrag der LEA Hessen eine Studie zum hessischen Solarpotenzial erstellt.  In Rahmen dieser Studie wurden auch relevante Daten zu den Solarpotenzialen in hessischen Landkreisen und Kommunen erarbeitet. Hier kann eine Schätzung des realisierbaren Solarpotenzials auf Dächern, Parkplätzen, Flächen entlang von Autobahnen und Eisenbahnstrecken, Deponien, Agri-PV und Konversionsflächen in Hessen entnommen werden.

Zur Studie

Photovoltaik auf Dachflächen und an Fassaden

Interessierte finden auf unseren themenspezifischen Unterseiten viele nützliche Informationen – von der Planung über die Finanzierung bis hin zu den notwendigen Anmeldungen und der Installation. Einen ersten Überblick über die Solarenergie-Potenziale bietet das Solar-Kataster Hessen. 

Denkmalschutz und Gründachanlagen

PV-Dachanlagen sind üblicherweise genehmigungsfrei. Eine Ausnahme bilden denkmalgeschützte Gebäude. Dort müssen alle baulichen Veränderungen von der zuständigen Denkmalschutzbehörde genehmigt werden. Es empfiehlt sich, die Behörde frühzeitig mit in die Planung einzubeziehen. An vielen Standorten kann die Erzeugung von Solarstrom mit dem Denkmalschutz vereinbart werden. 

In Fällen, in denen die lokale Bausatzung eine Begrünung der Dächer von Neubauten vorschreibt, muss die Vereinbarkeit mit der Installation einer PV-Anlage vorab mit der Kommune abgestimmt werden.

Mehr zum Thema Denkmalschutz

Photovoltaik auf der Freifläche

Photovoltaikanlage auf einer ungenutzten Freifläche mit Wald im Hintergrund.
© Adobe Stock / Stockfotos-MG

Solaranlagen auf Freiflächen haben ein großes Potenzial für die Erzeugung grünen Stroms. Sie können weitaus größer dimensioniert werden als Dachanlagen. Das Land Hessen will die Nutzung dieser Technologie weiter ausbauen, um seine energiepolitischen Ziele zu erreichen. Zu diesem Zweck wurde Ende 2018 die Freiflächensolaranlagenverordnung veröffentlicht. Bis dahin konnten Freiflächenanlagen, für die die Betreiber und Betreiberinnen Förderungen nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in Anspruch nehmen wollten, nur auf einem 200 Meter breiten Streifen entlang von Autobahnen und Eisenbahnstrecken oder auf sogenannten Konversionsflächen errichtet werden. Flächen die zuvor beispielsweise als Deponien oder für militärische Zwecke genutzt wurden. Die neue hessische Verordnung macht zusätzlich einen Teil der sogenannten benachteiligten landwirtschaftlichen Flächen, auf denen die Erträge niedrig sind, als Standorte möglich.

Informationen zu Freiflächen-Photovoltaik

In drei Kurzinformationen erhalten Sie einen Überblick über die Themen 

In Hessen gelten rund 320.000 Hektar der landwirtschaftlichen Flächen als benachteiligt, das sind etwa zwei Fünftel des Acker- und Grünlands (Karte). Darauf dürfen jährlich Freiflächenanlagen mit einer Kapazität von bis zu 35 MW aufgestellt werden. Voraussetzung ist, dass das Gebiet nicht nach der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie, der Vogelschutzrichtline oder als Natura-2000-Gebiet geschützt ist.

Für eine Vergütung nach dem EEG müssen die Anlagen zudem bei einer Größe ab 1 MWp an einem Ausschreibungsverfahren teilnehmen. Da die Stromgestehungskosten bei Freiflächenanlagen niedrig sind, kann sich der Betrieb aber auch ohne EEG-Förderung nach dem EEG lohnen.


Best Practice Beispiele für Freiflächen-PV in Hessen

Schnell und einfach zur Freiflächen-PV-Anlage
Solarstrom für Biodiversität und Unternehmen in Hessen

Photovoltaik und Landwirtschaft (Agri-PV)

Photovoltaikanlage im Weinberg
© Adobe Stock / Dwight Smith

Freiflächen-PV-Anlagen lassen sich auch mit landwirtschaftlicher Nutzung kombinieren, man spricht dann von Agri-Photovoltaik. Die PV-Module werden dazu hoch aufgeständert, so dass die landwirtschaftliche Fläche darunter bewirtschaftet werden kann. Neu sind Konzepte, bei dem bifaziale Module, die das Sonnenlicht auf der Vorder- und auf der Rückseite sowie die Reflexionen des Untergrunds zur Stromproduktion nutzen. Dadurch kann die dazwischen liegende Fläche auch mit Landmaschinen befahren werden. Erste Pilotprojekte gibt es bereits in Deutschland. Das Land Hessen unterstützt derzeit den ersten Teil eines fünfjährigen Forschungsprojekts zu Agri-PV im Weinbau.

Info Netzeinspeisung

Der Solarstrom, den der Produzent oder die Produzentin nicht selbst verbraucht, wird üblicherweise ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Das EEG legt dafür eine Einspeisevergütung fest, die der Netzbetreiber an den Erzeuger auszahlt. Diese EEG-Vergütung sinkt allmählich in Anlehnung an die Gestehungskosten. Festgelegt wird die Vergütungshöhe monatlich durch die Bundesnetzagentur auf Grundlage des EEG. Sobald die Anlage in Betrieb geht, gilt für sie die im betreffenden Monat festgelegte EEG-Vergütung. Sie wird 20 Jahre lang gezahlt.

Anlagenbetreiber, die bereits 20 Jahre lang EEG-Vergütung bezogen haben, haben verschiedene Möglichkeiten. Neben der Einspeisung ins öffentliche Netz stehen auch noch andere Vermarktungsmodelle offen, beispielsweise Direktvermarktung oder feste Abnahmeverträge (Power Purchase Agreements – PPA). Über ein Mieterstrom-Modell kann Strom direkt an die Mieter geliefert oder im Gebäude verbraucht werden.

Frag die LEA: Photovoltaik in der Landwirtschaft
Feld von Solarzellen auf dem Wasser schwimmend zusammenmontiert.
© Heidelberger Sand und Kies GmbH/Steffen Fuchs

Schwimmende Photovoltaik

Weil Solarparks viel Fläche benötigen, sind schwimmende PV-Module, auch Floating PV genannt, eine innovative Ergänzung. Sie werden auf der Wasseroberfläche von Gewässern, insbesondere Süßwasserseen, installiert. Infrage kommen dafür beispielsweise Baggerseen oder Kiesgruben. In Deutschland sind bisher einige Pilotprojekte in Betrieb. Aktuelle Beispiele in Hessen sind Anlagen auf aktiven Kiesgruben zur Stromversorgung des Kiesabbaus. Sofern der produzierte Strom selbst verbraucht wird, sind solche Projekte trotz höherer Gestehungskosten wirtschaftlich tragfähig. Für die Zukunft ist durch steigende Erfahrung mit einer Senkung der Installationskosten zu rechnen.


Solarthermie

Detailaufnahme von zwei Sonnenkollektoren einer Solarthermieanlage mit Wald im Hintergrund.
© Adobe Stock / digital designer

Bei der Solarthermie wandeln Sonnenkollektoren die Sonnenstrahlung in nutzbare thermische Energie um. Diese kann zur Warmwasserbereitung oder zum Heizen genutzt werden. In Hessen – wie auch in ganz Deutschland – wird Solarthermie überwiegend zur Warmwasserbereitung genutzt. Da sie alleine im Winter nicht ausreicht, wird sie üblicherweise mit anderen Heizsystemen kombiniert. Laut dem aktuellen Energiemonitoringbericht 2023 stammen 2022 rund fünf Prozent der hessischen Erneuerbaren-Wärmeerzeugung aus Solarthermie.

Vorzeigeprojekte in Hessen

Luftansicht des Solarparks Waldsolms-Weipersfelden inmitten eines großen Waldes.
© Wagner Solar GmbH

Solarpark Waldsolms-Weipersfelden

Die Bundeswehr gibt ein 8,5 Hektar großes Gelände auf und ein Projektierer sowie die Gemeinde Waldsolms in Mittelhessen reagieren schnell: Auf der brachliegenden Fläche werden 2011 in nur zwei Monaten 15.000 Solarmodule installiert, die mit einer Leistung von 3,5 MW Strom für 1100 Haushalte produzieren. Betrieben wird das Projekt von der Bürgergenossenschaft pro regionale energie eG aus Diez. 

Luftbild des Solarparks in hügeliger Landschaft, umgeben von Wiesen und Laubbäumen.
© MaxSolar GmbH

Ulrichstein, Vogelsberg

Die Energiegenossenschaft Vogelsberg eG betreibt eine Reihe von Solarprojekten – so auch in Ulrichstein. Auf einer ehemaligen Erddeponie stehen seit Ende 2020 Solarmodule die Strom an über 200 Haushalte liefern. Insgesamt erzeugt die Energiegenossenschaft Strom für rund 6.500 Haushalte. Für die Grünpflege zwischen den Modulen konnten Vogelsberger Schafe gewonnen werden. 

Luftaufnahme der Burg Ludwigstein, auf deren Dächern Solarkollektoren verbaut sind.
© Wagner Solar GmbH

Burg Ludwigstein

Solaranlagen auf denkmalgeschützten Bauten sind eine statische und manchmal auch eine optische Herausforderung – aber möglich, wie das Beispiel Burg Ludwigstein zeigt. Dort treffen sich vor allem Jugendgruppen und Schulklassen und erleben so, dass alte Gemäuer und zukunftsweisende Energietechnik sich nicht ausschließen.   

Das Bild zeigt das Solarthermie-Kollektorenfeld eingebettet in die Streuobstwiesen von Bergheim in der Wetterau.
© Ritter XL Solar

Solarthermieanlage Bergheim

Ein Dorf macht Ernst in Sachen Energiewende: Eine Solarthermie-Großanlage versorgt die naheliegenden Häuser seit 2020 per Heißwasserleitung mit Wärme und ergänzt so ein Holzhackschnitzel-Kraftwerk. Betrieben wird die Solarthermie-Anlage von der Bergheimer Bürgergenossenschaft „Energiedorf Bergheim“ – also in Eigenregie der Einwohnerinnen und Einwohner.  

Mehr Informationen

PV Potenzial Hessen

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24.03.2022

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Photovoltaik – Fragen & Antworten (Leporello)

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01.01.2024

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