Sonnenenergie im Klärwerk Mannheim

04.05.2007

Seit Jahresbeginn läuft Mannheims größte Photovoltaik (PV)-Anlage beim Eigenbetrieb Stadtentwässerung (EBS) im Probebetrieb. Auf einer Fläche von 2.300 Quadratmetern, welche die Filteranlage im Klärwerk beschattet, produziert der Eigenbetrieb künftig Solarstrom, der ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Mit einer Jahresleistung von rund 220.000 Kilowattstunden (KWh) bei durchschnittlicher Sonneneinstrahlung hat sich die PV-Anlage über die geförderte Einspeisevergütung bereits nach 15 Jahren amortisiert. Bei der offiziellen Inbetriebnahme lobte Bau- und Umweltbürgermeister Lothar Quast die PV-Anlage „als vorbildlich und zukunftsweisend“, der Ausbau der erneuerbaren Energie sei ein wichtiger Baustein im Mannheimer Klimaschutzkonzept.

Zum Hintergrund
Die Flockungs-Filtration (1) ist im Klärwerk Mannheim die letzte Stufe in der biologischen Abwasserreinigung vor dem Ablauf in den Vorfluter. In offenen Filterbecken wird hier das gereinigte Abwasser von den letzten Schwebstoffen befreit, bevor es in den Rhein geleitet wird. Durch die offene Bauweise der Filter ist die Wasseroberfläche der Sonneneinstrahlung und dem Tageslicht ausgesetzt, was besonders in den Sommermonaten zu starker Algenbildung führte. Die ständige Reinigung der Filterbecken erforderte einen hohen Arbeitsaufwand.

Um das Problem der Algenbildung in den Griff zu bekommen, plante der EBS die Verschattung der Filteranlage. In Hinblick auf die im Rahmen der Klimaschutzdiskussion geforderten Verringerung der CO2-Emission fiel die Entscheidung, auf die 2.300 Quadratmeter große Dachfläche eine PV-Anlage zu installieren.

Zur Technik
Rund drei Monate dauerten die Montagearbeiten, wobei die Unterkonstruktion für die Anlage, bestehend aus Aluminium-Profilschienen, ein Prototyp der Firma Engcotec aus Stuttgart, eine besondere Herausforderung darstellte. Insgesamt 1.760 Solarmodule und 70 Wechselrichter wurden auf die Abdeckung montiert. Die Wechselrichter sind notwendig, um den Gleichstrom in Wechselstrom zu transformieren, da Solarmodule nur Gleichstrom produzieren, das öffentliche Stromnetz jedoch nur Wechselstrom aufnehmen kann.

Zur Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage basiert auf dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) aus dem Jahr 2000. Dieses Gesetz schreibt für die Einspeisung von Strom aus regenerativer Energie ins öffentliche Netz bindende Vergütungssätze vor. Die Vergütung sieht für eine Aufdach-Anlage zurzeit einen Betrag von 52 Cent pro erzeugte Kilowattstunde (kWh) vor. Beim Abschluss des Einspeisevertrags wird die Vergütung für 20 Jahre festgeschrieben. Dies bedeutet: Die Investitionen in die PV-Anlage von rund einer Million Euro werden sich nach einer Laufzeit von 15 Jahren amortisiert haben.

Daten zu Technik und Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage im Klärwerk Mannheim
  • Anzahl der Solarmodule 1.760 Stück
  • Anzahl der Wechelrichter 70 Stück
  • Länge der verlegten Kabel ca.7.000 m
  • Bebaute "Dachfläche" 2.300 m²
  • Durchschnittliche Einstrahlung 1.000 kWh/m²
  • Ausrichtung der PV-Anlage nach Süden
  • Neigung der PV- Anlage ca. 15°
  • Durchschnittliche Energieerzeugung pro Jahr 220.000 kWh
  • Einspeisevergütung 1 (unter 30 kWp) (2) 0,52 Euro
  • Einspeisevergütung 2 (über 30 kWp) 0,49 Euro
  • Gesamt-Einspeisevergütung (für 272 kWp) 108.200 Euro pro Jahr
  • Gesamt-Einspeisevergütung 2.164.000 Euro für 20 Jahre
  • Amortisierung der gesamten PV-Anlage nach 15 Jahren

(Die Daten wurden über die Solarförderung und mit Hilfe des EEG-Vergütungsrechners ermittelt.)

(1) Flockungsfiltration: Entfernung des Phosphats aus dem Abwasser mithilfe der Zugabe von Eisensulfat.
(2) kWp – Kilowatt peak: Höchstleistung der PV-Anlage bei maximaler Sonneneinstrahlung.

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