Abwasserverband Grazerfeld: Erstes Solar-Faltdach Österreichs in Wildon

Mit einer österreichweit einmaligen Photovoltaik-Überdachung über der ARA Wildon macht der AWV Grazerfeld die Kläranlage energieautark, ohne den Boden zu versiegeln. 

Der Abwasserverband Grazerfeld umfasst ein Einzugsgebiet von 210 km² südlich von Graz und ist nach Graz die zweitgrößte kommunale Abwasserreinigungsanlage (ARA) der Steiermark. In der Kläranlage Wildon werden die Abwässer des Verbandsgebiets im Grazerfeld rechts und links der Mur einer modernen Aufbereitung zugeführt. Sämtliche Verfahrensabläufe werden von geschulten Abwassertechnikern durchgeführt, genauso wie die notwendigen Maßnahmen zur Eigenüberwachung, sowie Reparatur, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten, was einen wichtigen Aspekt bei der Senkung von den Betriebskosten darstellt. Gleichzeitig ist der Abwasserverband Grazerfeld darauf bedacht, Umweltgedanken und energiepolitischen Aspekten Rechnung zu tragen. So werden laufend neue Technologien getestet und übernommen, um die Kosten und den Energieaufwand zu verringern. Eine Pionierleistung auf diesem Gebiet ist die Errichtung des ersten Photovoltaik-Faltdachs Österreichs auf dem Gelände der ARA Wildon.

100 Prozent Energie-Autarkie

Das Solarfaltdach des Schweizer Herstellers dhp-techology wird 10.890 m² bereits verbaute Fläche überspannen und diese ein zweites Mal für die Erzeugung von umweltfreundlichem Solarstrom nutzen. Im Schnitt soll die Anlage 1.853,28 Kilowatt-Peak (kWp) erbringen. Die emissionsfrei erzeugte Energie deckt den restlichen Strombedarf der Abwasserreinigungsanlage Wildon - die ersten rund 53 Prozent liefert das eigene Klärgas vom Faulturm, welches von drei Microgasturbinen verstromt wird. Somit wird eine hundertprozentige Energieautarkie erzielt. Inzwischen wurden die Vorstudien zu diesem Vorhaben erfolgreich abgeschlossen. Der Projektentscheid durch den AWV Grazerfeld erfolgte am 31. August 2024 und der Baustart ist für das 2. Quartal 2026 geplant.

Die Investitionssumme beträgt 6,6 Mio. Euro. Die Anlage soll sich rasch bezahlt machen: Die berechnete Amortisationsdauer wird rund fünfzehn Jahre betragen. 

Doppelte Fläche, vielfacher Nutzen

Das Solarfaltdach HORIZON wurde speziell für den Einsatz über großen Nutzflächen wie sie eben auch Abwasserreinigungsanlagen darstellen, konzipiert. Die bewegliche Überdachung erzeugt bei Sonnenschein Strom und bietet eine Reihe von weiteren Vorteilen: Der Boden wird nicht dauerhaft versiegelt. Auch das Bodenleben profitiert, weil die Sonnenstrahlung nicht wie bei großen Photovoltaik-Anlagen auf der grünen Wiese permanent abgehalten wird. Da die Kläranlage überdeckt wird, hemmt diese Abschattung im Sommer auch das unerwünschte Algenwachstum in den Klärbecken.

Die Wartung der Anlage kann vom Tragwerk aus erfolgen. Die Solarmodule werden vor der Schutzposition in eine Wartungsposition gefahren und können so begangen werden. Dafür ist das Trägersystem trittfest ausgelegt. 

Sorgfältige Planung

Im März 2024 beauftragte der AWV Grazerfeld die Firma dhp mit der Ausarbeitung einer Vorstudie in mehreren Varianten, die als Entscheidungsgrundlage für die Verbandsmitglieder nicht nur alle relevanten Machbarkeitsaspekte untersuchen, sondern auch den Ertrag simulieren sollte. Folgende Daten liegen der - schließlich gewählten - Variante 1 zugrunde:

Überdacht werden die Belebungs- und Nachklärbecken im süd-östlichen Teil der Anlage. Die Belebungsbecken bestehen aus zwei unterschiedlichen Baukörpern: Zum älteren Teil (geplant 1985) gehören drei schmale, ca. 8 Meter breite Becken. Der neuere Teil (geplant 2006) besteht aus zwei breiten Becken, die rund 17 m breit sind. Aktuell sind drei runde Nachklärbecken in Betrieb. Eine mögliche zukünftige Erweiterung um ein viertes Nachklärbecken beim Reserveplatz wurde vorausschauend berücksichtigt.

Mehrwert für Umwelt und AWV-Mitglieder

Mit dem Solarfaltdach kann ein erheblicher Teil des Strombedarfs der ARA Wildon unabhängig vom Strommarkt produziert werden. Das macht die Stromgestehungskosten berechenbar und konstant, während die Strom- und Energiepreise auf dem Markt teilweise starken Schwankungen ausgesetzt sind. Von der umweltfreundlich produzierten Energie profitieren daher auch die 14 Mitglieder des AWV Grazerfeld - die Gemeinden Feldkirchen, Fernitz-Mellach, Gössendorf, Raaba-Grambach, Hausmannstätten, Kalsdorf, Seiersberg-Pirka, St. Georgen, Premstätten, Vasoldsberg, Werndorf, Wildon, Wundschuh sowie die Firma Allnex.

Die Ertragsabschätzung erfolgte mit Hilfe einer Ertragssimulation mit der Software PV*SOL. Die Simulation beruht auf einem mathematischen Modell, das anhand der Komponentenkennzahlen und Meteonorm-Klimadaten exakte Berechnungen durchführt. Die Ergebnisse beinhalten die Moduldegradation von 0,5 % über die Dauer von 25 Jahren und den Verlust durch Einfahren bei Wind von 1,55 %.

Bewährte Seilbahntechnik 

Die Technologie des dhp-Solarfaltdachs hat sich in der Schweiz und in Deutschland bereits bewährt. Die notwendige Mechanik versorgt sich selbst mit dem notwendigen Strom. Windböen, Starkregen, Hagel oder Schneedruck können keine Schäden anrichten, denn in Gefahrensituationen und bei Unwetterextremen falten sich die Paneele dank SPS-Steuerung vollautomatisch zusammen. 

Für die statische Machbarkeit testete die dhp die Modulrahmen und Solarpaneele unter Extrembelastungen. Aus statischer Sicht funktioniert das Solarfaltdach wie eine Seilbahn. Die Tragseile sind an den Endabspannungen abgespannt. Bei schlechter Witterung werden die Module in die Schutzposition eingefahren. Bei den Endabspannungen treten sowohl Druckkräfte (vordere/innere Abstützung) als auch Zugkräfte (hinterer Fußpunkt) auf. Die Zwischenjoche tragen primär die vertikalen Druckkräfte ab. 

Die statische Beurteilung erfolgte durch die Firma Brand & Gleinser. In Zusammenarbeit mit dhp wurden die Abstützpunkte festgelegt, die auftretenden Kräfte ermittelt und überprüft, ob die Aufnahme der Lasten gewährleistet ist.

Die Stützabstände wurden so gewählt, dass die Konstruktion nach Möglichkeit auf die bestehenden Beckenkronen aufgebaut werden kann. Bei Bedarf wurden Fundamente zur Krafteinleitung eingeplant.

Der AWV Grazerfeld  in Zahlen:

Von den aktuell 14 Mitgliedern des Verbandes wurden bisher rund 1.100 Kilometer Kanal, sowohl für Schmutz- als auch für Regenwasser, zahlreiche Regenwasserbehandlungsanlagen, 375 Pumpstationen und eine Abwasserreinigungsanlage für 120.000 EW errichtet und dafür knapp 229 Millionen Euro investiert. 2023 wurde der digitale Leitungskataster, das Fernwirksystem für die Pumpstationen sowie des im Zuge des Koralmbahnbaues mit errichteten Verbandssammlers von Feldkirchen bis Wildon mit einer Länge von 19 Kilometern und einer Pumpstation für 105.000 Einwohner mit einer Investition von knapp 19 Millionen Euro fertiggestellt.