Leichte Tragstrukturen für PV-Anlagen über Verkehrsflächen - Minimierung ökologischer Kosten

Abstract

Der Klimawandel stellt eine zentrale Herausforderung der Menschheit im 21. Jahrhundert dar. Um dieser zu begegnen, ist es erforderlich, die gesamte Energiebereitstellung auf erneuerbare Energien umzustellen. Neben dem Ausbau von Wind- und Geothermieenergie muss insbesondere die Erzeugung von Solarenergie forciert werden. In Österreich müssen bis 2030 rund 11,5 Terawattstunden (TWh) und bis 2050 weitere 20 TWh an erneuerbarer Energiekapazität installiert werden, um Klimaneutralität im Energiesektor zu erreichen. Die Installation von Photovoltaikanlagen soll vorwiegend auf bereits versiegelten Flächen wie Gebäuden und Verkehrsflächen erfolgen. Für Verkehrsflächen sind Tragkonstruktionen zur Überdachung erforderlich, deren Herstellung Energie benötigt und Treibhausgasemissionen verursacht. Diese Konstruktionen müssen sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch optimiert werden, um eine positive Gesamtbilanz zu gewährleisten. Das Ziel dieser Arbeit ist die CO2-Äquivalent- und Energiebilanzierung für Tragsysteme von Photovoltaikanlagen über Verkehrssystemen. Basierend auf bautechnischen Tragkonzepten und einer Marktanalyse werden beispielhafte Tragkonzepte aus Holz und Metall für eine Beispielparkplatzanlage baustatisch ausgelegt. Die ermittelten Massen werden mit materialspezifischen Energie- und Emissionsdaten verrechnet. Zudem werden die durch die PV-Anlage erzielten Energieund CO2-Äquivalent-Einsparungen bestimmt. Abschließend werden Gesamtbilanzen erstellt und Amortisationszeiten berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wahl der Tragkonzepte und Materialien einen wesentlichen Einfluss auf die Energie- und CO2-Äquivalent-Emissionen hat. Holzkonstruktionen weisen deutlich geringere Energieaufwände und Emissionen auf und amortisieren sich innerhalb eines Jahres. Bei Stahlkonstruktionen variiert die Amortisationszeit je nach Ausführungsart: Leichte Seilkonstruktionen amortisieren sich in knapp ca. 2,5 Jahren, während Rahmen- oder auskragende Konstruktionen 2,6 bis 45Jahre benötigen. Zu beachten ist, dass die angegebenen Amortisationszeiträume nur die Tragkonstruktion zur Überdachung berücksichtigen. Für eine vollständige Bilanz müssen auch die Aufwände für Photovoltaikanlagen berücksichtigt werden.

Datum der Bewilligung	2024
Originalsprache	Deutsch (Österreich)
Betreuer/-in	Stefan Jaksch (Betreuer*in)