Drohnenflüge zur Optimierung von PV-Anlagen in Bergregionen – Electrosuisse
26. Juli 2024

Drohnenflüge zur Optimierung von PV-Anlagen in Bergregionen

Die präzise Messung der Schneehöhe ist entscheidend für die Planung und den Bau von PV-Anlagen in Bergregionen. Fehlplanungen können zu erheblichen Schäden an den Modulen und deren Unterbau führen. Experten des WSL-Instituts für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) nutzen Drohnen, um detaillierte Daten zu erheben und somit die Projektierung zu unterstützen.

Ende Januar 2024 am Berninapass: Senkrecht steigt die orange Drohne in die Höhe und beginnt ihren Erkundungsflug. Yves Bühler und Andreas Stoffel von der Forschungsgruppe Alpine Fernerkundung am SLF messen hier die Schneehöhen. Sie sind im Auftrag eines Planungsunternehmens für PV-Anlagen unterwegs, das am Berninapass einen Solarpark errichten will. Dafür ist es wichtig, die Verhältnisse im Winter im Gelände zu kennen. «Wenn man eine Photovoltaikanlage an einer Stelle installiert, an der im Winter sieben Meter Schnee liegen, ist sie im Frühjahr darauf sicherlich kaputt», sagt Bühler.

Oft machen wenige Meter nach links oder rechts den Unterschied zwischen geeignetem und ungeeignetem Gelände aus – und die Wissenschaftler liefern dafür die Daten. «Wir messen mit Drohnen-Kameras die räumliche Verteilung der Schneehöhen. Wenn man das nach Schneefällen mit unterschiedlichen Windrichtungen macht, kann man besser abschätzen, welche Standorte bezüglich des Schnees geeignet wären. Besonders hilfreich ist das, wenn man sowohl vor- als auch nach dem Bau der Anlagen messen kann», erklärt Bühler.

Die Ergebnisse der Befliegung erhalten die Projektierer direkt – oder SLF-Kollege Stefan Margreth, Leiter der Forschungsgruppe Schutzmassnahmen. Der nutzt sie für Gutachten, aus denen die Projektierer herauslesen, ob besondere Massnahmen erforderlich sind. «Früher hatten wir nur grobe Angaben von Karten, die die mittlere Schneehöhe über die gesamte Schweiz darstellen, vielleicht war noch eine Messstation in der Nähe, das gab uns eine Idee von der Situation vor Ort, aber eben nicht die Details», sagt Margreth. In der Praxis kann aber schon eine vergleichsweise kleine Mulde grosse, lokale Schneehöhen verursachen. Daher steuern die Vermessungsflüge wichtige Informationen bei.

Denn Schnee fällt nicht einfach und bleibt bis zum Frühjahr liegen. Wind verfrachtet ihn, es entstehen Wechten und freigeblasene Flächen, Stellen mit viel und andere mit wenig Schnee, die Unterschiede sind im Gebirge enorm. «Man muss den Bodenabstand der PV-Module auf die lokale Schneehöhe auslegen», erläutert Margreth. Ist der Unterbau zu niedrig, verschwinden die Module unter einer weissen Decke, und der Solarpark produziert keinen Strom. Zudem können Schäden durch Schneedruck auftreten.

Die Anlage selbst wirkt sich allerdings auch auf die Situation vor Ort aus. «Grundsätzlich gilt, dass Solarparks die lokale Windgeschwindigkeit reduzieren, dadurch dürfte mehr Schnee abgelagert werden», erklärt Margreth. Durch diesen Effekt kann sich der Schnee im Vergleich zum Ausgangszustand vor dem Bau anders verteilen. Der Experte empfiehlt dies bei der Planung der Höhe des Unterbaus zu berücksichtigen. «Es ist schwierig abzuschätzen, wie sich die Konstruktion im Detail auf die Schneehöhe auswirken wird», sagt Margreth und nennt zwei Faustregeln: Auf einem Industriegebäude erhöht eine Solaranlage die Schneelast um bis zu 25%, auf der freien Fläche dürfte rund 20% mehr Schnee liegen.

Die ersten alpinen Solarparks in der Schweiz werden hinsichtlich dieser Folgen in einem schneereichen Winter den Charakter einer Testanlage haben. «Sehr wichtig ist, dass auch nach dem Bau einer Anlage ein Monitoring der Schneehöhen durchgeführt wird, um für weitere Solarparks und für Reparaturen bessere Grundlagen zur Verfügung zu haben», empfiehlt Margreth.

Gemessen am Investitionsbedarf für einen Solarpark ist das Erstellen von Schneehöhenkarten nicht teuer. Zwischen vier- und fünftausend Franken kostet ein Flug inklusive Auswertung. Manchmal genügt einer nicht, beispielsweise, wenn sich die Lage vor Ort im Laufe des Winters drastisch ändert. So waren Bühler und Stoffel im März erneut am Berninapass – wegen extremer Schneefälle im Süden.

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