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Können Solarparks vor Bodentrockenheit schützen?

© EnBW / Paul Langrock

| Kira Crome |

PV-Freiflächenanlagen sollen so naturverträglich wie möglich geplant und betrieben werden. Bauingenieure der HTW Dresden erforschen im größten Solarpark Deutschlands, welchen Einfluss die aufgeständerten Solarpanele auf den Wasserhaushalt im Boden haben.

Solarparks können neben der Stromerzeugung aus Sonnenenergie übergeordnete Vorteile bieten. Bei der Agri-Photovoltaik spenden die hoch aufgestellten Solarpanele Schatten für Feldfrüchte, die darunter angebaut werden und verbessern den Wasserhaushalt des Bodens. Das konnten Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) an einer Pilotanlage am Bodensee nachweisen. Noch steckt die Kombination von Solarstromerzeugung und Ackerbau auf derselben Fläche in den Anfängen. Doch auch konventionelle ebenerdige Freiflächenanlagen haben positive Effekte, wenn sie naturverträglich geplant und betrieben werden, zum Beispiel auf die Artenvielfalt. Zwischen den Modulreihen entsteht dann neuer Lebensraum für viele Pflanzen- und Tierarten, wie eine Studie des Bundesverbands Neue Energiewirtschaft zeigt. Auch eine Grünlandbewirtschaftung schafft Synergien zwischen Solarstromerzeugung und Naturschutz. Doch wie sieht es mit den Auswirkungen von PV-Freiflächenanlagen auf den Wasserhaushalt aus?

Dieser Frage gehen Bauingenieure der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden jetzt gemeinsam mit dem Energieversorger EnBW in einem Langzeitprojekt nach. Sie untersuchen in Deutschlands größtem Solarpark „Weesow-Wilmersdorf“, welchen Einfluss ebenerdige PV-Freiflächenanlagen auf den Bodenwasserhaushalt und die Grundwasserneubildung haben. Auf 164 Hektar – das entspricht etwa 225 Fußballfeldern – erzeugen hier rund 465.000 Solarpanele Strom für rund 50.000 Haushalte. Damit will das Unternehmen jährlich etwa 129.000 Tonnen Treibhausgasemissionen vermeiden. Zu dem Projekt gehören zahlreiche Maßnahmen für den Natur- und Artenschutz. So auch die wissenschaftliche Begleitforschung zum Einfluss auf die Bodentrockenheit.

Solarmodule verhindern Verdunstung
Um genaue Daten zu erhalten, haben die Wissenschaftler Bodenfeuchtigkeitssonden und eine Klimastation, die Daten wie Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Windstärke und Niederschlag misst, auf dem Gelände installiert. Erste Zwischenergebnisse zeigen: Die Solarmodule erzeugen bedeutsame Effekte im Wasserhaushalt, weil zum Beispiel die Beschattung großer Flächen dazu führt, dass weniger Niederschläge verdunsten und stattdessen im Erdreich versickern. So kann die Bodenfeuchte in Trockenzeiten besser gehalten werden. Wird verhindert, dass die Böden austrocknen, wirkt sich das auch positiv auf den Grundwasserspiegel aus. Denn eine höhere Feuchtigkeit im Boden führt dazu, dass Regenwasser tiefer in den Boden eindringen kann und besser ins Grundwasser geleitet wird, statt oberflächlich abzulaufen.

Die Forschungsarbeiten laufen noch weitere drei Jahre. Die Erkenntnisse werden für den Ausbau der Photovoltaik und die Debatte um die Klimafolgenanpassung stärkere Argumente bringen. Denn die Bodentrockenheit in tieferen Schichten hält seit dem Dürresommer 2018 an. Der Grundwasserspiegel sinkt in vielen Regionen in bedrohliche Tiefen. Auch in diesem Jahr rechnen Meteorologen mit Wasserknappheit. Denn auch wenn es in diesem Frühjahr gefühlt viel geregnet hat, können die Niederschläge das Wasserreservoir in etwa zwei Metern Tiefe nicht auffüllen, wie der Dürremonitor des Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) zeigt. Denn auch wenn nach dem Winter und einem nassen Frühling oberflächennah viel Wasser zur Verfügung steht, registrieren Klimawissenschaftler während der Sommerdürren einen stärkeren Rückgang der Bodenwasservorräte in tieferen Schichten. „Wenn der Anteil der Sommertrockenperioden in Europa weiter zunimmt, ist mit einem Anstieg der Anforderungen an die Wasserressourcen für die Landwirtschaft, mit Veränderungen in der der Vegetationsstruktur und -dynamik sowie mit einem höheren Risiko natürlicher Brände zu rechnen“, sagt Professor Martin Hanel, Autor einer UFZ-Studie.

Standards für naturverträgliche Solarparks definiert
Der Bedarf an Solarstrom wird in den kommenden Jahren mit Blick auf die Klimaziele deutlich steigen. Damit die Freiflächenphotovoltaik die Stromerzeugung mit dem Arten- und Naturschutz in Einklang bringt, hat der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) mit dem Naturschutzbund Deutschland (NABU) einen Kriterienkatalog für naturverträgliche Solarparks erarbeitet. Die Standards sehen unter anderem vor, dass Gesamtversiegelungsgrad einer PV-Freiflächenanlage klein gehalten wird. Nicht mehr als fünf Prozent der Fläche dürfen durch die Anlage selbst inklusive aller Gebäudeteile versiegelt werden. Zudem sollen die Modulreihen so platziert werden, dass genügend Raum bleibt, um Niederschläge im Erdreich versickern zu lassen. Je nach Standortsituation wären auch zusätzliche Maßnahmen für den Gewässerschutz möglich, wie die die Anlage von Feuchtbiotopen.