Mit Wolkenkameras zum Solarflughafen

Edgar Schmitt vom Institut für Energiesystemtechnik der Hochschule Offenburg erklärt Landesverkehrsminister Winfried Hermann, Elias Siehler von der Flughafen Stuttgart GmbH (FSG), Dr. Jann Binder vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg und dem Sprecher der FSG-Geschäftsführung Walter Schoefer (von rechts) die Funktionsweise des Sensornetzwerks "ISInet".//Foto: Flughafen Stuttgart GmbH

Die FSG hat einen wissenschaftlich fundierten Abbauplan für ihre CO2-Emissionen entwickelt. Der Masterplan Energie und Klima 2050 zeigt auf, dass der Flughafen (STR) bezogen auf das Jahr 1990 die direkten Treibhausgasemissionen um knapp 90 Prozent aus eigener Kraft reduzieren kann. Dafür soll unter anderem der Ertrag aus Fotovoltaik am STR um das Zehnfache steigen. Die vier Wolkenkameras der Hochschule Offenburg und eine Kamera vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg sind ein Element des intelligenten Energiesystems, das am Landesflughafen entsteht, und scannen einmal pro Minute den Himmel über dem Airport. Verknüpft mit den Wetterdaten sollen so sehr genaue Prognosen zur Solarstrom-Produktion am STR erstellt werden. Das Ziel: Das Energiesystem so zu steuern, dass zum Beispiel Elektrofahrzeuge dann geladen werden, wenn die Solaranlagen gerade viel Ertrag bringen. Die Fahrzeuge dienen so auch als Stromspeicher.

„Das Energiemanagement findet zunehmend auf kleineren örtlichen und zeitlichen Skalen statt und benötigt auch entsprechende Vorhersagen. Dabei können Wolkenkameras als Datenquelle eine sinnvolle Ergänzung zu Satelliten und Wettermodellen darstellen“, sagt Prof. Dr. Michael Schmidt.

Sensornetzwerk „ISInet“

Die Wolkenkameras sind Bestandteil des Sensornetzwerks „ISInet“, das vom akademischen Mitarbeiter Edgar Schmitt am Institut für Energiesystemtechnik der Hochschule Offenburg konzipiert und entwickelt wurde. Neben der Aufnahme von Wolkenbildern wird es am Flughafen dazu eingesetzt, die Sonneneinstrahlung an verschiedenen Standorten auf dem Flughafen fast sekundengenau zu vermessen, um so zu verstehen, wie sich Wolkenzüge auf die Solarstromproduktion auswirken. Eine Besonderheit ist, dass die Messsysteme hinsichtlich Energiebedarfs und Datenübertragung völlig autark arbeiten und so mit minimalem Installationsaufwand eingesetzt werden können. Außerdem liefert das Gesamtsystem räumlich verteilte, zeitlich zueinander korrelierende Daten, um die Variabilität der Sonneneinstrahlung in lokalen Gebieten – hier der Flughafen Stuttgart – charakterisieren zu können. Die Entwicklung des Messsystems und die Kooperation mit dem Flughafen Stuttgart finden im Rahmen des Forschungsprojekts C/sells statt, das im Rahmen des Forschung- und Demonstrationsprojekts SINTEG vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird.

„Die Studie des Flughafen Stuttgart zeigt, was beim Klimaschutz möglich ist, wenn wir alle Register ziehen. Ich bin zuversichtlich, dass der Landesairport bis 2050 CO2-neutral betrieben wird. Der Schlüssel dafür ist der konsequente Einsatz von Technologien der Energie- und Mobilitätswende. Nur so können wir langfristig Mobilität und Umweltschutz vereinbaren“, sagte Verkehrsminister Winfried Hermann bei der Vorstellung des Klimaschutzplans des Landesairports Ende Juli. „Unser Masterplan Energie und Klima 2050 ist ambitioniert. Wir werden ihn mit aller Kraft verfolgen, benötigen dafür aber auch eine hohe Investitionskraft, um alle Gebäude und Anlagen zu erneuern. Mit technologischen Lösungen und dem entsprechenden Know-how kann es uns gelingen, die Emissionen um knapp 90 Prozent zu reduzieren. Die Expertise dafür haben wir in unserem Unternehmen aufgebaut“, sagte Walter Schoefer, Sprecher der FSG-Geschäftsführung. Im Masterplan Energie und Klima 2050 ist in Fünf-Jahres-Schritten bis 2050 festgelegt, welche Investitionen in energieeffiziente Anlagen zum Beispiel in den Terminals, in Elektromobilität oder klimafreundliche Stromproduktion getätigt werden sollen. Der gesamte Energiebedarf am STR soll zukünftig nahezu komplett aus regenerativen Quellen gedeckt werden – sowohl durch eigene Erzeugung als auch durch Zukauf. Den Ertrag aus Fotovoltaik am Standort will der Flughafen von derzeit 2,5 auf rund 30 Gigawattstunden steigern.

Bei der Entwicklung des Konzepts ließ sich der Flughafen vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beraten und unterstützen. Die FSG nutzt für die Planung ein Simulationstool, das es ihr erlaubt, passgenau auf Veränderungen zu reagieren. Mit dem Leitbild fairport STR will der Flughafen Stuttgart dauerhaft einer der leistungsstärksten und nachhaltigsten Airports in Europa sein.