Sarnia: das größte Photovoltaik-Kraftwerk der Welt

Nahe der kanadischen Grenze zu den USA, am Rande der Mittelstadt Sarnia, produziert das weltgrößte PV-Kraftwerk mit einer Nennleistung von 80 Megawatt (MW) auf einer Fläche von 440 Hektar seit dem September 2010 Solarstrom. Sarnia ist ein interessanter Standort für das weltgrößte Solarstrom-Kraftwerk und belegt die Entwicklung der globalen Energieindustrie.
1858 stand im nahe gelegenen Oil Springs der erste Ölbohrturm Nordamerikas, und die Gegend war ein frühes Zentrum der kanadischen Ölindustrie. Das Rekord-Solarkraftwerk gehört dem Öl- und Gasunternehmen Enbridge Inc. (Calgary, Kanada).Sonne ernten auf dem Acker
Wie viele PV-Kraftwerke wurde Sarnia auf einer ehemaligen Ackerfläche gebaut. „Das Gelände wurde zum Anbau von Sojabohnen, Zuckerrüben, Mais und Winterweizen genutzt“, erklärt Peter Carrie, First Solars Vizepräsident für die Geschäftsentwicklung in Kanada. Das hatte sich jedoch schon geändert, als das Gelände für ein Solarkraftwerk in Betracht kam.
„Ein Drittel des Areals war als Gewerbefläche vorgesehen, zwei Drittel blieben einer landwirtschaftlichen Nutzung vorbehalten. Die Stadt hatte aber bereits eine industrielle Nutzung der Fläche vorgesehen.“Entwicklung in Zusammenarbeit mit der Stadtverwaltung
Die Solarstromanlage liegt im Gebiet der Stadt Sarnia in der Provinz Ontario, was sich günstig auf die Entwicklung des Geländes auswirkte: Als First Solar das Grundstück erwarb, hatte Ontario bereits sein Renewable Energy Standard Offer Program (RESOP) eingeführt, einen Vorläufer der Solarstrom-Einspeisevergütung.
"Das Genehmigungsverfahren für das Solar-Projekt beruhte auf Planungen im Kontext des RESOP-Programms. Die Stadtverwaltung spielte dabei eine zentrale Rolle“, betont Peter Carrie. „Wir haben sehr eng mit der Stadt Sarnia zusammengearbeitet, um den Bau der Anlage zu ermöglichen.“
Diese Treffen hätten Einfluss auf den Lageplan gehabt, so First Solar. „Wir haben recht umfangreiche Baumpflanzungen rund um die Anlage vorgenommen, die Landschaft neu gestaltet und ein neues Wäldchen in der Mitte des Geländes gepflanzt“, so Carrie weiter. „Und knapp 50 Hektar davon sind auch Lebensraum für Tiere: In Südwest-Ontario stand das hohe Gras schon vor der Besiedlung und auch vor der Projektentwicklung. “ Durch diese Verbesserungen sei das Gelände nun für Wildtiere geeigneter für Wildtiere als zuvor.

Anlagendesign: Modulreihen folgen der natürlichen Landschaft
OptiSolar (Hayward, California, USA) hat in Sarnia ursprünglich ein Solarkraftwerk mit einer Nennleistung von 1,5 MW gebaut, das First Solar mit erwarb, als das Unternehmen die Entwicklungsabteilung von OptiSolar übernahm. Diese Anlage mit amorphen Silizium-Modulen, wurde anschließend abgebaut.
First Solar traf eine Vereinbarung mit Enbridge, dem Eigentümer der Anlage, und übernahm die Planung, die Modullieferung Lieferung und den Bau der neuen Anlage. Das Unternehmen entwickelte das Projekt in zwei Phasen, zunächst 20 Megawatt. Die Anordnung der Module erfolgte, wie bei First Solar üblich, in Blöcken zu je einem Megawatt.
Doch bereits in dieser Phase erforderten die Eigenschaften des Geländes Änderungen der Planung. „Als wir die Modulblöcke planten, hatten wir eine Reihe von natürlichen Hindernissen oder Wasserläufen zu umgehen“, erläutert Carrie. Daher mussten vier verschiedene Arten von Modulblöcken gebaut werden. „Am einfachsten wären gleiche Blöcke gewesen, doch nun unterscheiden sich die Teile der Anlage.“

Bauarbeiten Teil 1: Schlamm
Schon bei den ersten Bauarbeiten hatte First Solar auf dieselben Probleme, die bei den Ölbohrungen in der Region mehr als 150 Jahre zuvor auftraten. „Die beiden größten Schwierigkeiten auf dem Gelände – und sie hängen eng zusammen – sind die Bodenbeschaffenheit und das Wetter.“
Die verwendeten Module sind auf Stahlpfosten montiert, die senkrecht in den Boden gerammt wurden.
Das Team nutzte den milden Winter 2009-2010 und konnte die Bauarbeiten fast die ganze Zeit weiterführen. Der Regen sorgte jedoch für neue Schwierigkeiten. „Wir mussten den Bau einige mal unterbrechen, weil der Regen den Schlamm aufwühlte“, erinnert sich Carrie. „So verloren wir viel Zeit, denn die Bodenbeschaffenheit ist typisch für diesen Teil von Ontario: Es ist ein sehr lehmiger Boden, der lange braucht, um zu trocknen.“

Bauarbeiten Teil 2: Entwässerung und Eisenbahntrasse
Aus diesem Grund musste First Solar die Entwässerung wesentlich verbessern und eine Versickerungsanlage sowie Abflussrohre installieren. Dass das Gelände direkt neben einer Eisenbahnlinie lag, brachte zusätzliche Probleme. Im Genehmigungsverfahren wurde gefordert, die Haupt-Entwässerungsrinne in Nord-Süd-Richtung zu vergrößern, deren eines Ende ein Eisenbahn-Abflusskanal ist. „Die Eisenbahntrasse ist Teil der wichtigsten Zugverbindung zwischen den USA und Kanada. So entstand für uns neben dem Bau des Solarkraftwerks ein recht großes weiteres Projekt: wir mussten diesen Abfluss vergrößern und die Entwässerung des Geländes verbessern, – und das natürlich außerhalb der Fahrzeiten des Zuges.“

Bauarbeiten Teil 3: Installation der Module
First Solar beendete den ersten Bauabschnitt im Dezember 2009. Im selben Monat begann die zweite Phase (60 MW). Die fertige Anlage ging im September 2010 in Betrieb. Insgesamt kommt das Solarkraftwerk auf eine Nennleistung von 80 MW-AC.In der Anlage kommen rund 1,3 Millionen Cadmiumtellurid-Module FS-272, 275 und 277 von First Solar zum Einsatz, jedes mit 75 Watt Leistung. Die Module sind 0,6 mal 1,2 Meter groß und wurden mit 25 Grad Neigungswinkel montiert. Über 800 Arbeiter waren am Bau beteiligt. Die Module wurden ein den First-Solar-Werken in Perrysburg (Ohio, USA) und in Malaysia hergestellt.

Worauf es letztlich ankommt: Leistung
Vor der Fertigstellung wurde die Anlage Enbridge übertragen. First Solar betreibt und wartet sie weiterhin. Enbridge verkauft den Solarstrom im Rahmen einer Strombezugsvereinbarung (power purchase agreement, PPA) über 20 Jahre an die Ontario Power Authority (OPA, Toronto, Kanada). "Wir haben mit ungefähr 1.250 Kilowattstunden Strom pro Kilowatt installierter Nennleistung gerechnet“, sagt Carrie. „Und die derzeitige Leistung deckt sich mit unseren Erwartungen. Damit können etwa 10.000 Haushalte mit sauberem, bezahlbarem Solarstrom versorgt werden.“
Der Schnee, der an ein paar Tagen im Winter gefallen ist, sei so schnell auf den Modulen geschmolzen, dass er die Leistung der Anlage nicht wesentlich beeinträchtigt hätte, merkt Carrie.Noch größere Solarkraftwerke werden auf Sarnia folgen
Nach seinen Erfahrungen mit Sarnia achtet First Solar nun noch genauer auf die Entwässerung. „Wie alle Entwickler und Subunternehmen lernen wir bei jedem neuen Projekt dazu“, sagt Carrie. „Unsere Praxiserfahrung lehrt uns bei künftigen Projekte in Ontario, besonders auf die Bodenbeschaffenheit zu achten. Wir wollen schon frühzeitig zusätzliche Entwässerungsvorrichtungen installieren, um das Gelände während der Bauphase schön trocken zu halten.“
Carrie und die anderen Mitarbeiter von First Solar sind stolz auf ihre Leistung. Das Unternehmen hat die weltgrößte Solarastromnlage gebaut, das Gelände umweltverträglich umgestaltet und dabei einen großen Lebensraum für Wildtiere geschaffen. „Zwischen und rund um die Module, wo der Boden jetzt dauerhaft bepflanzt wurde, gibt es im Gegensatz zu den früheren Monokulturen viel mehr Lebensraum für Kleinsäuger oder Vögel. Wir sehen jetzt viel mehr Wildtiere und eine Pflanzenvielfalt auf dem und rund um das Gelände.“
So beeindruckend das auch ist, wird die Spitzenposition von Sarnia als weltgrößtes Solarkraftwerk wohl angesichts des exponentiellen Wachstums der Solarbranche nicht lange zu halten sein. Einige andere Unternehmen planen ebenfalls Photovoltaik-Anlagen in der Multi-Megawatt-Größenordnung. First Solar will 2013 in der Nähe von Los Angeles (Kalifornien) die Solar Ranch One mit einer Nennleistung von 230 MW fertig stellen.