Wie Solarstrom auf die Schiene kommt

Im Auftrag des Deutschen Zentrums für Schienenverkehrsforschung (DZSF) beim Eisenbahn-Bundesamt untersucht der Tüv Rheinland das Potenzial von Photovoltaik-Anwendungen an und in der Schieneninfrastruktur, um elektrische Energie direkt in das Bahnstromnetz einzuspeisen. 

Weil der Verkehrsträger Schiene stark elektrifiziert ist und bereits viel regenerative Energie nutzt, weist er beim Verbrauch schon eine günstige Bilanz an Treibhausgasemissionen auf. Mit Hilfe von PV könnte der Anteil an regenerativer Energie am Bahnstrom weiter erhöht werden. "Wenn es gelingt, entlang des weitverzweigten Bahnstromnetzes Energie zu gewinnen und direkt einzuspeisen, dadurch vorhandene Infrastruktur besser zu nutzen und Energieverluste durch mehrmalige Umwandlung und Transport zu vermindern, könnte der Verkehrsträger Schiene seine Treibhausgas-Bilanz weiter verbessern", erklärt Jürgen van der Weem, Bahntechnikexperte bei Tüv Rheinland und für das Projekt verantwortlich.

Beispiele für Photovoltaik an oder in der Schieneninfrastruktur sind fahrwegintegrierte PV-Module im Gleisbett sowie an Lärmschutzwänden angebrachte oder in diese integrierte PV-Module. Im Vergleich zu konventionellen PV-Systemen besteht eine besondere technische Anforderung darin, den gewonnenen Strom direkt in das einphasige 15-kV-Oberleitungsnetz der Bahn einzuspeisen.

Mögliche Energieerträge ermitteln

Die Fachleute von Tüv Rheinland setzen das Projekt in drei Arbeitspaketen um:

• Im ersten Arbeitspaket geht es um die Marktrecherche von bahnrelevanten PV-Systemen. Dabei untersucht Tüv Rheinland systematisch die für den Einsatz an oder in der Schieneninfrastruktur relevanten PV-Systeme inklusive aller notwendigen Komponenten, die auch zur Direkteinspeisung notwendig sind. 
• Auf Basis dieser Ergebnisse erfassen die Expertinnen und Experten von Tüv Rheinland im zweiten Arbeitspaket das PV-Potenzial quantitativ. Sie ermitteln die bundesweit vorhandenen, für Anwendungen nutzbaren Flächen an und in der Schieneninfrastruktur sowie die dort möglichen Einspeiseleistungen und -energien. Grundlage hierfür sind öffentlich zugängliche Quellen wie beispielsweise Datenbanken der Deutschen Bahn und Kartierungen der Strahlungsintensität der Sonne. Aus den so zusammengestellten Daten lässt sich ableiten, wie hoch die zu erwartenden Energieerträge sind. 
• Das dritte Arbeitspaket behandelt die Anforderungen an die PV-Systeme, insbesondere aus bahntechnischer Sicht. Die relevanten Regelwerke der Bahn werden benannt und, falls erforderlich, konkrete Empfehlungen für notwendige Anpassungen aufgrund der Integration von PV-Systemen an und in die Schieneninfrastruktur mit Berücksichtigung der Direkteinspeisung gegeben. 

Teil des Großprojekts sind neben der Studie und der Dokumentation der Ergebnisse auch das Projektmanagement sowie die Koordinierung des forschungsbegleitenden Arbeitskreises.