Malta, Teil 4: Universität Malta setzt nachhaltiges Beispiel als Vorreiter der Solartechnik
Ein bedeutendes Erbe
Universitäten spielen bei der Erkundung innovativer Energiealternativen von jeher eine wichtige Rolle. Die Universität Malta, eine der ältesten Hochschulen der Welt, gilt als Pionier im Bereich der Nachhaltigkeit und Klimaresistenz. So entstand der ehrgeizige Plan, das gesamte Campusgelände mit Solarenergie zu versorgen.
Seit 250 Jahren steht die Universität Malta an der Schnittstelle von Geschichte und Fortschritt. Ihre Ursprünge reichen bis ins Jahr 1592 zurück, als ein Ritterorden eine medizinische Akademie gründete. Heute ist die Universität ein Schmelztiegel von Kulturen und Ideen, darunter auch das brandaktuelle Thema der bestmöglichen Umstellung der Energieressourcen zur Gewährleistung der Klimaresistenz.
Dipl.-Ing. Joseph Micallef, Professor an der Universität Malta, prüft die Campusdächer mit Mario Cachia, CEO von Alternative Technologies, einem autorisierten SunPower-Partner auf den maltesischen Inseln.
„Die Universität Malta ist die einzige Hochschule der Insel, weswegen wir das Gefühl haben, dass wir ein Vorbild für Nachhaltigkeit sein müssen“, erläutert Dipl.-Ing. Joseph Micallef, Professor für Mikro- und Nanoelektronik an der Universität Malta. „Als Ergebnis haben wir vor 12 Jahren ein Energiemanagementprogramm mit drei Schwerpunkten gestartet: die Nutzung von erneuerbarer Energie, die Nutzung von energieeffizienten Geräten und das Energiemanagement selbst.“
Nachhaltigkeit ist ein Kernprinzip des strategischen Plans der Universität und ein klarer Schwerpunkt in der Arbeit des Professors, der beim Umstieg der Universität auf erneuerbare Energien eine Schlüsselrolle spielte. Bis vor Kurzem war Malta extrem abhängig von importierten fossilen Brennstoffen.
„Wir nutzen Photovoltaikanlagen, um so viel erneuerbare Energie wie möglich für unseren Verbrauch zu erzeugen“, erklärt Professor Micallef. „Unser Problem ist aber, dass das Universitätsgelände nicht sonderlich groß ist und dass wir keine Freiflächen-PV-Anlagen errichten können. Daher sind die Dächer auf dem Universitätsgelände unsere einzige Option.“
Nach einer öffentlichen Ausschreibung, bei der neben dem Preis auch Qualität, Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit die Entscheidungsgrundlage bildeten, fiel die Wahl auf SunPower. Alternative Technologies Ltd, autorisierter SunPower-Partner, legte ein Angebot mit SunPower® Maxeon® 3-Modulen vor – den Modulen mit dem höchsten Wirkungsgrad1 Basierend auf den Angaben in Datenblättern auf den Websites der 20 führenden Hersteller laut IHS (Stand: Mai 2019) und der höchsten Zuverlässigkeit2 Jordan et al., Robust PV Degradation Methodology and Application. PVSC 2018 auf dem Markt, die durch die umfassendste Garantie der Branche gestützt werden.3 Auf Grundlage eines im Januar 2019 durchgeführten Vergleichs der Garantiebestimmungen auf den Websites der 20 führenden Hersteller laut IHS (Stand: 2018) Alternative Technologies gewann die Ausschreibung für insgesamt 1.745 SunPower Maxeon-Solarmodule bzw. eine Solarleistung von über 600 kW, verteilt auf 11 Universitätsgebäude. Dies deckt 16 % des Strombedarfs der Universität ab und entspricht einer jährlichen Senkung der CO2-Emissionen um 2.500 Tonnen.
Die Universität Malta installierte fast 2.000 SunPower Maxeon-Solarmodule (602 kW) auf 11 Gebäuden, von denen 10 hier im Bild zu sehen sind.
Raue Bedingungen und knappe Flächen
Wegen des beschränkten Platzangebots auf den Dächern war der Wirkungsgrad bei der Auswahl der Solartechnologie besonders wichtig. Unterschiede von wenigen Prozent bedeuten hier Abweichungen bei der Produktionskapazität von Tausenden Kilowattstunden, was sich natürlich auf die finanziellen Erträge und die Nachhaltigkeit auswirkt.
Die Notwendigkeit, eine Dachsolaranlage auf derart beengtem Raum installieren zu müssen, veranlasste die Experten der Universität, den hohen Wirkungsgrad und die hohe Zuverlässigkeit der Solarmoduls als Spezifikation in die Ausschreibung hineinzuschreiben.
„Unsere Wahl fiel auf Solarmodule von SunPower, weil wir auf unseren Gebäuden nur wenig Platz zur Verfügung haben und die Energieerzeugung auf der vorhandenen Fläche deshalb maximieren wollten“, erläutert der Professor. „Da die PV-Module von SunPower deutlich effizienter sind, ist uns die Entscheidung natürlich leicht gefallen.“
Das Maxeon-Modul von SunPower weist zudem die branchenweit niedrigste Degradationsrate von Solarmodulen4 Jordan et al., „Robust PV Degradation Methodology Application“, PVSC 2018, und „Compendium of Photovoltaic Degradation Rates“, PiP 2016 auf, was bedeutet, dass sie im Laufe der Zeit mehr Strom erzeugen – und daher höhere Einsparungen generieren. Dies, gepaart mit dem branchenführenden Wirkungsgrad von SunPower, ist der Grund dafür, dass Maxeon-Module in den ersten 25 Jahren bei gleichem Platzbedarf bis zu 35 % mehr Energie erzeugen.5 SunPower 400 W, 22,6 % Wirkungsgrad, im Vergleich zu einem herkömmlichen Modul auf gleich großen Modulfeldern (310 W Mono PERC, 19 % Wirkungsgrad, ca. 1,64 m²)
SunPower Maxeon-Module, die strengen Tests von Drittanbietern unterzogen wurden, weisen die niedrigsten Degradationsraten der Solarindustrie auf, was bedeutet, dass sie ihre Leistungsstärke über die Zeit im höheren Maße beibehalten.4 Jordan et al., „Robust PV Degradation Methodology Application“, PVSC 2018, und „Compendium of Photovoltaic Degradation Rates“, PiP 2016
Die Universität installierte die SunPower-Anlagen im Jahr 2015, und seitdem haben sie konstant ihre Leistung gebracht: „Die PV-Anlagen, die wir mit SunPower-Modulen installiert haben, funktionieren sehr gut“, konstatiert Professor Micallef. „In den letzten vier Jahren haben wir praktisch keine Reduzierung der von den PV-Modulen erzeugten Leistung verzeichnet.“
Wetterextreme und hurrikanartige Winde
Auf den maltesischen Inseln herrschen mindestens sechs Monate pro Jahr extrem hohe Temperaturen, was bedeutet, dass die PV-Module konstanter Hitze standhalten müssen. Solarmodule büßen bei hohen Temperaturen in der Regel einen Teil ihrer Leistung ein.
„Dank des Temperaturkoeffizienten der Module halten sich die Verluste, die wir im Sommer verzeichnen, sehr in Grenzen“, stellt der Professor fest. „Aufgrund der Spezifikationen, die wir zu Beginn vorgegeben haben, sind die Einbußen äußerst gering, weswegen wir mit der Leistung sehr zufrieden sind.“
Haltbarkeit war angesichts der konstanten Winde und der ständigen Bedrohung durch starke Stürme auf den Inseln auch ein Thema. Wie viele Medien berichteten, erlebte Malta im Februar 2019 den heftigsten Sturm seit 1982 mit Rekordwindspitzen von 133 km/h.6 Quelle: https://timesofmalta.com/articles/view/worst-storm-since-1982-saw-record-gusts-of-133kmh-muscat.702998
Die an der Universität Malta installierten SunPower-Module sind für eine Widerstandsfähigkeit bei einer Windlast über 6400 Pa zertifiziert.7 AS/NZS4040.2 und AS/NZS1170.2 nach HSEC-Bericht E160520 und ACE-Bericht 19-0381.02. Das entspricht Windgeschwindigkeiten von über 375km/h –8 https://www.eurocodeapplied.com/ mehr als bei einem Wirbelsturm der Kategorie 5.9 https://de.wikipedia.org/wiki/Tropischer_Wirbelsturm
Kunden sollten wissen, dass Solaranlagen in Gegenden, in denen hohe Windgeschwindigkeiten herrschen, eine sorgfältige Planung von lokalen Fachkräften verlangen. Neben der Einhaltung örtlicher Vorschriften muss die Installation mit ausgewählten Komponenten erfolgen. Experten empfehlen trotzdem, die Planung einer Anlage auf einem Solarmodul aufzubauen, das eine Widerstandsfähigkeit gegen hohe Windlasten bietet.10 https://rmi.org/solar-under-storm-designing-hurricane-resilient-pv-systems/
„Die Universität liegt exponiert an einem hohen Punkt der Insel, das Dach des Bibliotheksgebäudes ist den Elementen beispielsweise von allen Seiten komplett ausgesetzt“, berichtet Mario Cachia, CEO von Alternative Technologies, dem Unternehmen, das die Anlagen entwickelt und installiert hat. „Wir können feststellen, dass sowohl die Konstruktion als auch die Module selbst diesen Wetterbedingungen erfolgreich standgehalten haben.“
Die Energieproduktion des Bibliotheksgebäudes der Universität Malta, hier auf einem Foto vom August 2019, übertrifft selbst nach den heftigsten Stürmen auf Malta seit 1982 noch die Erwartungen.
Da Malta seine Energieversorgung auf erneuerbarere Quellen umstellt, wird die Initiative der Universität Malta einen bleibenden Effekt haben – nicht nur auf die Bewohner der Insel, sondern auch auf die Studenten der Universität, denen sie als Vorbild dient. Veränderungen sind nicht immer einfach, aber wenn sie stattfinden, gibt es kein Zurück mehr.
Projektübersicht
Produkt: 1.745 Maxeon 3-Solarmodule mit je 34 Watt
Projekttyp: Dächer von 11 Universitätsgebäuden
Systemgröße: 602 kW, 944.800 MWh pro Jahr
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Eingeschränktes Platzangebot auf den Dächern |
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Schwierigkeit: Raue Umgebung – hohe Temperaturen, starke Winde |
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