Die Anlage erstreckt sich über bergiges Gelände in der chinesischen Provinz Hubei und umfasst die Installation von 14.000 Solarmodulen, 33 km Übertragungsleitungen und einer 110-kV-Verstärkerstation (Quelle: Powerchina Hubei Electric Engineering)
Da die Durchschnittstemperatur der Erde aufgrund des vom Menschen verursachten Anstiegs der Treibhausgasemissionen allmählich steigt, investieren Regierungen in saubere Energiequellen. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung ist einer der Hauptgründe für den CO2-Anstieg in der Erdatmosphäre – seit der industriellen Revolution ist dieser um 40 % gestiegen, so die US-Behörde National Oceanic and Atmospheric Administration. Eine weltweite Umstellung auf saubere, erneuerbare Energie aus natürlichen Ressourcen wird die Freisetzung von Treibhausgasen verringern, die Wärme absorbieren und wieder an die Erdoberfläche abgeben.
Suizhou, eine bezirksfreie Stadt in der chinesischen Provinz Hubei, ergreift Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und gilt als autarkes Gebiet mit niedrigem Energieverbrauch, das keine Kohle, kein Öl und kein gespeichertes Wasser zur Stromerzeugung verwendet. Der lokale Energieplan sieht vor, dass alle neuen Energieprojekte vorwiegend auf Wind- und Solarenergie basieren müssen. Die wachsende Region benötigte jedoch mehr Kapazitäten, als von den bestehenden nachhaltigen Energieversorgern produziert wurden. Die Stadt wollte ein groß angelegtes Photovoltaikkraftwerk errichten, um den steigenden Energiebedarf zu decken.
Ende 2014 gab es im Stromnetz von Suizhou eine installierte Kraftwerksleistung von 334,83 MW, davon 13 MW in der Stadt selbst, die ausschließlich mit sieben kleinen Wasserkraftwerken erzeugt wurden. Diese Wasserkraftwerke haben eine minimale Speicherkapazität und verlassen sich auf den Niederschlagsabfluss. Daher wird während der Regenzeit nur Strom aus diesen Stationen erzeugt, wenn Regen und Abfluss reichlich vorhanden sind. Während der Trockenzeit sind die Wasserkraftwerke aufgrund von Wassermangel stillgelegt, und es wird kein Strom erzeugt. Daher benötigte die Stadt eine zuverlässigere, nachhaltigere Lösung.
Die Hubei Energy Group beauftragte Powerchina Hubei Electric Engineering Co., Ltd. mit der Produktion einer Photovoltaik-Freiflächenanlage mit 80 MWp, die auch als »Solar Array« bezeichnet wird. Eine ausgedehnte Solaranlage würde genug Energie erzeugen, um die rd. 2 Mio. Einwohner der Stadt Suizhou zu versorgen und den Bedarf an sauberer Energie für die regionale Selbstversorgung zu decken.
»Mit der sukzessiven Entwicklung von Photovoltaik-Kraftwerken wird die photovoltaische Stromerzeugung neue wirtschaftliche Wachstumspunkte für Städte erschließen, den Verbrauch fossiler Ressourcen sowie die Emission schädlicher Gase reduzieren und eine positive Rolle bei der Förderung der lokalen Wirtschaft und des schnelleren Erreichens einer wohlhabenden Gesellschaft spielen«, sagte Lei Shu, Leiter der technischen Serviceabteilung bei Powerchina Hubei.
Powerchina Hubei Electric Engineering wurde 1958 gegründet und ist ein staatliches Unternehmen, das die höchsten Qualifikationen in den Bereichen Planung von Energietechnik, Vermessung und als Generalunternehmer hat. Außerdem verfügt das Unternehmen über beste Referenzen für gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen sowie für die Untersuchung und Kontrolle geologischer Gefahren. Aufgrund des hügeligen Geländes im Gebiet von Guangshui stand das Solarprojekt vor einzigartigen Herausforderungen. Auf Grundlage der Anwendungen von Bentley Systems entwickelte Powerchina Hubei Software für Planung im Bereich Photovoltaik, die speziell für Projekte in den Bergen geeignet ist.
Vorteile für die Umwelt
Die Photovoltaikanlage Suixian und Guangshui, die bis 2017 fertiggestellt und in Betrieb genommen wurde, liefert jedes Jahr bis zu 77 Mio. kWh saubere Energie ins Stromnetz. Für diese Menge an Stromerzeugung wären sonst fast 25.000 t Standardkohle erforderlich gewesen. Die Abschaffung der Kohleverstromung führt zu einer erheblichen Verringerung der Treibhausgasemissionen: 76.480 t Kohlendioxid jährlich werden eingespart und erhebliche Mengen an Schwefeldioxid und Stickstoffmonoxid, die ebenfalls zu den Treibhausgasen zählen, vermieden. Darüber hinaus senkt die Solaranlage Staub- und Ascherückstände um fast 30.000 t jährlich.
»Die Entwicklung und Nutzung von Solarenergie-Ressourcen ist förderlich für eine nachhaltige Entwicklung und entspricht der Forderung nach dem Aufbau einer harmonischen, ressourcenschonenden und umweltfreundlichen Gesellschaft«, so Shu.
Powerchina Hubei hat nicht nur ein Kraftwerk mit sauberer Energie gebaut, sondern auch dafür gesorgt, dass die Solaranlage nach einem Plan angelegt wurde, der dem hügeligen Gelände Rechnung trägt und den Flächenverbrauch minimiert, um den natürlichen Raum zu erhalten. Mit Softwareanwendungen von Bentley Systems und einer Kombination aus Schrägaufnahmen von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), Reality Modeling und Geländeanalyse wurde ermittelt, welche Bereiche der Hügel und Schluchten sich am besten für die Platzierung der Solaranlage, der Zufahrtsstraße, der Verstärkerstation und der Stromübertragungsleitung eignen.
Die Anordnung der Solaranlage wurde so gewählt, dass die Paneele nicht verschattet werden. Ein Schatten, der auf ein Solarmodul fällt, verringert nicht nur den Energieertrag, sondern kann in manchen Fällen auch lokale »Hitzeflecken« begünstigen und einen Brand verursachen. Mit der Reality-Modeling-Technologie von Bentley konnte Powerchina Hubei die Solaranlage präzise simulieren, um die erforderliche Menge an Platz zwischen stationären Solarmodulen zu berechnen und so Schatten und katastrophale Brände während des Betriebs zu vermeiden. Das Projektteam schätzte die genauen Winkel und Größen der Module anhand des digitalen Zwillingsmodells, das sowohl den Plan der Solar-anlage als auch die umgebende Landschaft integrierte.
Ankurbelung der Wirtschaft
Die 80-MW-Freiflächen-Solaranlage in Suixian und Guangshui bringt mehr als nur saubere Energieerzeugung in diese Region. Die höhere Stromerzeugung kommt nicht nur den derzeitigen Einwohnern und Arbeitern in der bezirksfreien Stadt Suizhou zugute, sondern bietet auch die Möglichkeit für wirtschaftliches Wachstum, das das Geschäft in der chinesischen Provinz ankurbelt.
»Der Bau von Projekten zur photovoltaischen Stromerzeugung wird die Entwicklung regionaler Branchen wie Baumaterialien, Transport und Ausrüstungsherstellung fördern«, erklärte Shu. »Außerdem wird es die Ausweitung der Beschäftigung und die Entwicklung der tertiären Industrie fördern und damit die Gesamtentwicklung der regionalen und nationalen Wirtschaft und den sozialen Fortschritt vorantreiben.«
Anne-Marie Walters, Global Marketing Director, Bentley Systems, Exton/USA