Der globale Solarmarkt hat einen Strukturwandel durchlaufen: von Dachinstallationen hin zu großflächigen Freiflächenanlagen, die mittlerweile den Großteil der neu installierten Kapazität ausmachen. Das britische Ziel von 50 GW Solarenergie bis 2030, das EU-Programm REPowerEU und Südkoreas Strategie „Erneuerbare Energien 3020“ haben gemeinsam eine Welle von Freiflächenanlagen ausgelöst – und zwar genau dort, wo steiniger Untergrund ein großes Bauhindernis darstellt: ehemalige Ackerflächen, Weideflächen an Hängen, rekultivierte Industriebrachen und halbtrockene Buschlandschaften.
Jede bodenmontierte Solaranlage benötigt Fundamentpfähle – gerammte Stahlpfähle, Schraubpfähle oder Bohr- und Ortbetonfundamente –, die bis zur geplanten Tiefe in den Boden eindringen müssen, um die erforderliche Tragfähigkeit für die Modulbefestigung sowie die Einhaltung der Wind- und Schneelastnormen zu gewährleisten. Steine im Boden oberhalb dieser Tiefe verlangsamen nicht nur das Rammen der Pfähle. Sie führen zu einer Ablenkung des Pfahls, einer Fehlausrichtung des Modulrahmens, gefährden die statische Zertifizierung und – falls unentdeckt – reduzieren die Energieerzeugung während der gesamten 25-jährigen Betriebsdauer der Anlage. Dieser Leitfaden behandelt die spezifischen Anforderungen an die Fundamentpfähle. Gesteinsbrecher für Solarpark Baustellenvorbereitung, die diese Risiken beseitigt, bevor der Rammbock vor Ort eintrifft.
Warum Solarparks Steinräumung benötigen – Die technischen Gründe erklärt
Montagesysteme für Solaranlagen werden nach spezifischen Bodenreaktionsvorgaben konstruiert. Ein typisches einachsiges Nachführsystem oder eine fest installierte Bodenmontage benötigt Fundamentpfähle, die definierten vertikalen Zug- und Seitenlasten unter der Kombination aus Eigengewicht (Modulgewicht), Windlast und Schneelast, abhängig vom Standort, standhalten können. Die statische Berechnung, die ein Montagesystem für diese Lasten zertifiziert, setzt voraus, dass der Pfahl die geplante Tiefe und die geplante vertikale Ausrichtung erreicht hat. Wenn ein Stein den Pfahl während des Einrammens aus der Vertikalen ablenkt, treten drei unabhängige statische Probleme gleichzeitig auf.
Drei Fundamenttypen – Empfindlichkeit gegenüber Steinen und erforderliche Räumungstiefe
| Fundamenttyp | Typische Tiefe | Steinempfindlichkeit | Mindesträumungstiefe | Warum Steine für diese Art von |
|---|---|---|---|---|
| Gerammter H-Pfahl / I-Träger Die gängigsten Solaranlagen für Versorgungsunternehmen |
0,8–1,5 m | 🔴 HÖCHSTE | 40–50 cm | Beim Vibrationsrammen wird eine Seitenkraft auf die Pfahlspitze übertragen, die gegen jeden Stein wirkt – die Durchbiegung beginnt beim ersten Kontakt. Der Pfahl kann Hindernissen nicht selbstständig ausweichen. Jeder Stein im Rammweg verursacht eine messbare Durchbiegung. |
| Schraubpfahl Gemeinschaftssolaranlagen, Agri-Photovoltaik |
0,6–1,2 m | 🟠 HOCH | 35–45 cm | Die Wendelklinge kann weichen Kalkstein durchdringen, stößt aber an dichten Feuersteinen oder Granit. Eine Drehmomentüberlastung während der Rotation löst die Maschinensicherheit aus – ein Abbau und eine Neupositionierung sind erforderlich. Gestein oberhalb der Wendeltiefe verursacht die gleiche seitliche Auslenkung wie gerammte Pfähle. |
| Beton-Erdungsschraube Wohngebiet, kleines Gewerbegebiet |
0,5–0,9 m | 🟡 MITTEL | 30–40 cm | Vorbohren mit einem Erdbohrer ist bei mäßig steinigen Böden möglich, doch dichter Feuerstein oder große Granitblöcke erfordern Nachbohren – was kostspielig und zeitaufwendig ist. Das Entfernen von Steinen reduziert den Verschleiß des Erdbohrers und die Bohrzeit um 35–55 Minuten auf typischen steinigen landwirtschaftlichen Böden in Großbritannien. |
| Mikropfahlbeton Felsiges / steiles Gelände |
1,0–2,5 m | 🟢 NIEDRIGER | 30–40 cm (Oberflächen-/Kabelzone) |
Es wurde ein Drehschlagbohrverfahren eingesetzt – dieses ist für Felsgestein ausgelegt. Die Steinräumung ist für das Kabelgrabennetz und das Zufahrtsstraßennetz innerhalb des Geländes weiterhin erforderlich, selbst dort, wo die Fundamentbohrungen steintolerant sind. |
Kabelverlegung und interne Zufahrtsstraßen – Das Problem mit horizontalen Steinen
Bei Solarparks müssen neben der Pfahlgründungszone zwei weitere Aspekte der Steinräumung berücksichtigt werden: das Kabelgrabennetz und das interne Wartungsstraßennetz. Beide bergen bauliche Risiken im Zusammenhang mit Steinen, die sich deutlich von dem Problem der vertikalen Pfahlgründung unterscheiden – dennoch werden beide mit demselben Maschinensystem bewältigt, das auch die Räumung der Pfahlgründungszone übernimmt.
Steingefahren in Kabelgräben
Typischerweise 450–600 mm tief und 200–300 mm breit. In den Grabenboden hineinragende Steine erzeugen beim Verdichten des Verfüllmaterials eine Punktlast auf den Kabelmantel. Die Spezifikationen des britischen Verteilnetzbetreibers (UK DNO) und der Norm IEC 60364-7-712 fordern eine Kabelbettung in feinem Material (< 20 mm) – ein Zustand, der durch geräumten Boden ohne zusätzliche Sandbettung erreicht wird.
Tiefer – typischerweise 600–900 mm. Große Mittelspannungskabelmäntel sind zwar widerstandsfähiger gegen Punktlasten, doch ermöglichen steingeräumte Grabenverlegemaschinen den Betrieb mit der geplanten Geschwindigkeit, anstatt ständig wegen Steinen anhalten zu müssen. Durch Steine beeinträchtigte Grabenverlegemaschinen auf nicht geräumten Feuersteinstandorten in Großbritannien verlieren 25–451 Tonnen der geplanten Produktivität – was erhebliche Kostenüberschreitungen für die Auftragnehmer bedeutet.
Erdungsbänder werden typischerweise nur 300 mm tief verlegt, erstrecken sich aber gitterförmig über das gesamte Gelände. Dieses Gräbennetz ist am stärksten von Oberflächengestein und flachem Gestein betroffen – eine Gesteinsdichte, die ein leichter Traktor für die Räumung der Pfahlzone bewältigen kann, kann die Installation der häufig verlegten, flachen Erdungsgräben dennoch erheblich behindern. BlackBird Steinrechen Oberflächenbehandlungen nach der Tiefenrodung zielen speziell auf diese flache Zone ab.
Internes Instandhaltungsstraßennetz
Jeder Solarpark im kommerziellen Maßstab (typischerweise 5 MW+) verfügt über ein Netz interner Wartungswege, um den Zugang zu den Wechselrichtern, Reinigungsfahrzeugen für die Module, der Vegetationspflege und Notfallmaßnahmen zu ermöglichen. Diese Wege sind in der Regel 3,0–4,5 m breit und mit einer verdichteten Stein- oder Geotextil-verstärkten Oberfläche versehen. Die Vorbereitung des Unterbaus – unabhängig von der endgültigen Oberflächenbeschaffenheit – erfordert einen steinfreien Untergrund, der dem Standard landwirtschaftlicher Fahrwege entspricht: Durch das Geotextil ragende Steine verursachen Unebenheiten, beschädigen die Membran und stellen eine Gefahr für Wartungsfahrzeuge und fahrerlose Reinigungsroboter dar.
Ein 50-MW-Solarpark mit 8–12 Modulreihen verfügt typischerweise über 2–4 km interne Straßen. Die Räumung der Straßenkorridore im Rahmen der allgemeinen Baustellenvorbereitung verursacht nur geringfügige Zusatzkosten, wenn die Maschine ohnehin vor Ort ist – und beseitigt die Instandhaltungskosten für die Straßen, die sonst in den ersten 3–5 Betriebsjahren anfallen würden.
Agrivoltaik – Wenn Solarpaneele und Schafweide sich dieselbe gerodete Fläche teilen
Agrivoltaik – die gleichzeitige Nutzung von Solarenergie und Landwirtschaft auf derselben Fläche – hat sich in Großbritannien, Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Japan und Südkorea von einem experimentellen Konzept zu einem gängigen Bestandteil der Planungspolitik entwickelt. Das Grundmodell: bodenmontierte Solarmodule in erhöhter Höhe (2,2–3,5 m bis zur Unterkante der Module), zwischen denen und unter den Modulen Schafe weiden oder niedrig wachsende Nutzpflanzen angebaut werden.
| Erfordernis | Solarfunktion | Landwirtschaftliche Funktion (Schafe / Ackerbau) |
|---|---|---|
| Steinfrei bis 35–50 cm | Pfahlinstallation ohne Durchbiegung; Kabelgraben ohne Hindernisse | Verhindert Hufverletzungen bei weidenden Schafen; ermöglicht die Entwicklung der Graswurzelzone für eine höhere Futterproduktivität |
| Oberflächensteinentfernung | Freigabe von Wartungsfahrzeugen; sicherer Betrieb von automatisierten Reinigungsrobotern | Sicherheit für Schafhufe; verhindert, dass Steine von Schafen in die Paneel-Tragkonstruktionen geschleudert werden. |
| Feinkörniger Unterbau | Gleichmäßige Verdichtung für eine stabile Montagekonstruktion – verhindert ungleichmäßige Setzungen unter den Paneelrahmen | Keimung und Etablierung von Grassamen in den Zwischenreihen; Produktivität von Leguminosen als Zwischenfrucht. |
| Verbesserte Entwässerung | Verringert Wasseransammlungen, die in tiefliegenden Gräben zu Kabelmantelschäden führen. | Verringert Trittschäden durch Schafe (Klauenverdichtung) bei Nässe; verbessert das Graswachstum im Winter |
Globale Solarmärkte – Stone steht vor Herausforderungen in fünf Schlüsselländern
Das Maschinensystem für Solarparks – Abdeckung, Ablauf und Projektzeitplan
| Schritt | Maschine | Betriebstiefe | Tägliche Berichterstattung | Zweck |
|---|---|---|---|---|
| 1 | THOR 3.0 Gesteinsbrecher 230 PS, 3,0 m, ≤40 cm Stein |
35–50 cm | 1,2–1,8 ha/Tag | Alle Steine im Haufenbereich zerkleinern. Vorwärtsgeschwindigkeit 1,0–2,0 km/h, abhängig von der Steindichte. Erster Durchgang – kritischster Schritt. |
| 2 | CT-2100 Steinsammler 110 PS, 2,5 m³, max. 80 kg |
Oberflächensammlung | 1,5–2,5 ha/Tag | Alle Steinbruchstücke müssen dauerhaft entfernt werden. Dies ist entscheidend für die Kabelsicherheit und die Schafweide. Die Steine müssen vom Gelände entfernt werden – sie dürfen nicht in Kabelgräben gelagert werden. |
| 3 | BlackBird Steinrechen (falls agrivoltaisch) 9,5 m, 300 PS+ |
Oberfläche 5–15 cm | 5–6 ha/Tag | Oberflächenpassage für schafsichere Weidebedingungen. Sammelt nach der CT-2100-Sammlung verbleibende Oberflächenfragmente unter 20 mm. Unverzichtbar für Agrivoltaik-Anlagen. |
| 4 | PSW-3200 Rotavator (bei Agri-Photovoltaik) 140 PS, 3,0–3,6 m |
20–25 cm | 3–5 ha/Tag | Eine feine Bodenstruktur fördert die Keimung und reduziert den Unkrautdruck im ersten Jahr. Für nicht-agrivoltaische Standorte ist die Bodenstruktur optional. |
Projektzeitplan-Referenz – 50-MW-Solarpark (80 ha, gemischter britischer Feuerstein/Kalkstein)
THOR 3.0 Tiefenrodung + CT-2100 Sammlung: 80 ha ÷ 1,5 ha/Tag = ca. 53 Maschinentage insgesamtBei sequenziellem Betrieb beider Maschinen (THOR räumt vormittags ab, CT-2100 folgt nachmittags): ca. 30–35 Arbeitstage.
BlackBird + PSW-3200 (agrivoltaische Standorte): 80 ha ÷ 4 ha/Tag kombiniert = ca. 20 zusätzliche TageKann parallel zu CT-2100 auf verschiedenen Abschnitten der Anlage ausgeführt werden.
4–6 Wochen vor dem Aufschütten: Zeitfenster für die Steinräumung Für ein 50-MW-Projekt passt dies problemlos in den 8- bis 12-wöchigen Zeitraum der Bauvorbereitung vor Beginn der Rammarbeiten – was bestätigt, dass die Steinräumung den kritischen Pfad des Gesamtprojekts nicht verlängert, wenn sie unmittelbar nach der Baugenehmigung durchgeführt wird.
Häufig gestellte Fragen
Gesteinsbrecher für Solarparks – welche Tiefe ist erforderlich und warum ist sie tiefer als bei landwirtschaftlichen Rodungsflächen?
Für die Steinräumung von Solarparks ist eine Arbeitstiefe von 35–50 cm erforderlich – deutlich größer als in den meisten landwirtschaftlichen Anwendungen (22–32 cm für Wurzelgemüse; 28–35 cm für Ackerland mit Feuerstein in Großbritannien). Grund dafür ist das Pfahlgründungssystem: Freiflächen-Solarmodule werden mit gerammten Stahlpfählen oder Schraubpfählen errichtet, die für die statische Zertifizierung eine Tiefe von 0,8–1,5 m erreichen müssen. Jegliche Steine im Boden, den der Pfahl auf dem Weg zur Arbeitstiefe durchdringt, können ihn aus der Vertikalen verdrängen. Diese Verdrängung ist in der Zone von 0–50 cm am kritischsten, da der Pfahl dort noch nicht genügend Seitenwiderstand durch den umgebenden Boden aufgebaut hat, um sich bei Steinkontakt selbst zu korrigieren. Durch die Räumung bis 40–50 cm werden Steine in dieser Zone mit hohem Verdrängungsrisiko entfernt. Unterhalb von 50 cm befindet sich der Pfahl typischerweise in bindigem Untergrund, wo der Seitenwiderstand eine durch Steine verursachte Verdrängung verhindert. Die THOR 3.0 (230 PS, ≤40 cm Steinkapazität) ist die Standardmaschinenempfehlung für diese Tiefenanforderung, da sie die kombinierte Anforderung einer größeren Arbeitstiefe und der härteren Gesteinsarten (Feuerstein, Granit), die häufig auf britischen und europäischen Solaranlagen vorkommen, bewältigt.
Erfordert eine agrivoltaische Schafbeweidung andere Anforderungen an die Steinräumung als eine herkömmliche Solaranlage?
Für Agrivoltaik-Anlagen gelten zwei Räumungsvorschriften, die für herkömmliche Solaranlagen nicht gelten. Erstens die Anforderung an die Oberflächensteinsicherheit: Verletzungen der Schafhufe durch oberflächliche Feuersteine oder Steine sind ein Tierschutzproblem und eine Voraussetzung für die Landwirtschaftsversicherung – die Bodenoberfläche muss für eine sichere Beweidung von Steinen oberhalb von ca. 25 mm befreit sein. Die Räumung bei herkömmlichen Solaranlagen konzentriert sich auf die 35–50 cm tiefe Steinschicht und führt nicht zwangsläufig zu einer schafsicheren Oberfläche. BlackBird Steinrechen Nach der Tiefenreinigung mit dem THOR 3.0 und der Steinsammlung mit dem CT-2100 wird durch eine Oberflächenbearbeitung (5–15 cm Tiefe, 9,5 m Arbeitsbreite) eine schafsichere Oberfläche geschaffen. Zweitens: Für die Etablierung des Grases benötigt die Grasnarbe zwischen den Reihen und unter den Paneelen feinkörnigen Boden zur Keimung der Grassamen. Dies wird durch die Rotationsbearbeitung mit dem PSW-3200 (20–25 cm Tiefe) nach der Steinsammlung gewährleistet. Beide zusätzlichen Arbeitsgänge sind Standardbestandteile des Agrivoltaik-Standortvorbereitungssystems von Korea Watanabe und erhöhen die Kosten für die Steinräumung der Solaranlage in der Regel um 20–301 TP5T. Bei einem Finanzierungsmodell mit doppelten Einnahmen (Solarstrom + Weide) werden diese zusätzlichen Kosten zwischen dem Solaranlagenentwickler und dem landwirtschaftlichen Pächter aufgeteilt.
Kann der gleiche Traktor mit Gesteinsbrecher, der für landwirtschaftliche Rodungsarbeiten eingesetzt wird, auch auf Solarparkgeländen verwendet werden?
Ja – der gleiche THOR-Gesteinsbrecher und der CT-2100-Steinsammler, die in koreanischen Hochlandkartoffelfeldern, britischen Feuerstein-Ackerflächen oder mediterranen Weinbergen zum Einsatz kommen, werden auch für die Vorbereitung von Solarparkflächen verwendet. Die wichtigsten Unterschiede im Betrieb sind: (a) Arbeitstiefe – Solarparks benötigen 35–50 cm, landwirtschaftliche Flächen hingegen nur 22–32 cm. Je nach Gesteinsart kann hier der THOR 3.0 anstelle des THOR 2.4 erforderlich sein. (b) Flächenabdeckung – Solarparks weisen typischerweise ein regelmäßiges Rastermuster auf, das dem Reihenabstand der Module entspricht (3–6 m zwischen den Reihen), während die Rodung in der Landwirtschaft den Feldkonturen folgt. (c) Programmintegration – die Rodung für Solarparks muss mit dem Mobilisierungsplan der Pfahlgründungs- und Kabelbauunternehmen abgestimmt werden und erfordert daher eine präzisere Zeitplanung als die Rodung in der Landwirtschaft, die sich ausschließlich nach Aussaat- oder Pflanzterminen richtet. Für Auftragnehmer, die bereits landwirtschaftliche Rodungsdienstleistungen anbieten, erfordert die Aufnahme der Vorbereitung von Solarparks in ihr Dienstleistungsangebot keine zusätzlichen Investitionen in die Maschine – lediglich die Kalibrierung der Arbeitstiefe und die Hinzufügung von Projektprogrammmanagementfähigkeiten zur Koordinierung mit dem Mobilisierungsplan des Solar-EPC-Auftragnehmers.
Welche Rolle spielt die Steinräumung im Bauprogramm des Solarparks – und trägt sie zur Verlängerung des kritischen Pfads bei?
Für einen 50-MW-Solarpark (ca. 80 ha) dauert die Steinräumung mit einer Kombination aus THOR 3.0 und CT-2100 etwa 4–6 Wochen. In einem typischen britischen Bauprogramm für Solarparks verläuft der kritische Pfad wie folgt: Baugenehmigung → Netzanschlussvertrag → Bauvorbereitung (8–12 Wochen) → Pfahlgründung (4–8 Wochen) → Montagekonstruktion → Modulinstallation → Elektroinstallation → Inbetriebnahme. Die Steinräumung kann innerhalb der Bauvorbereitungsphase erfolgen – sie kann unmittelbar nach Erhalt der Baugenehmigung beginnen, während Beschaffung, Geräteanlieferung und die Mobilisierung der Auftragnehmer laufen. Wird die Steinräumung innerhalb von 2 Wochen nach Baugenehmigung begonnen, ist sie in der Regel abgeschlossen, bevor der Pfahlgründungsunternehmer vor Ort eintrifft, und verlängert somit nicht den kritischen Pfad des Projekts. Die wichtigste Anforderung des Bauleiters ist, dass die Steinräummaschine unverzüglich nach der Genehmigung eingesetzt wird – denn wenn man wartet, bis der Pfahlgründungsunternehmer bereits vor Ort ist und feststellt, dass eine Steinräumung notwendig ist, führt dies zu Verzögerungen im kritischen Pfad und zu Kostenüberschreitungen.
Kann die Steinräumung auf Solarparks in Großbritannien staatlich gefördert werden – und wie verhalten sich die Kosten zu den erwarteten Einnahmen aus der Stromerzeugung?
Direkte staatliche Zuschüsse speziell für die Steinräumung von Solarparks gibt es in Großbritannien derzeit nicht. Ist der Solarpark jedoch auch für die agrivoltaische Nutzung registriert, können die landwirtschaftlichen Aspekte der Steinräumung (Oberflächenrodung für Schafe, Anlegen von Gras) unter Umständen für Fördermittel des Programms „Countryside Stewardship“ in den Kategorien Bodenverbesserung oder Viehinfrastruktur in Frage kommen – bitte erkundigen Sie sich bei der RPA (Regional Planning Authority) nach den aktuellen Förderkriterien. Die aussagekräftigere Kosten-Nutzen-Rechnung ist der Vergleich der Kosten für die Steinräumung mit dem Verlust an Stromerzeugungserlösen. Für einen 50-MW-Solarpark: Die Kosten für das Steinräumungsprogramm auf 80 ha betragen zu den üblichen britischen Preisen ca. 120.000–200.000 £. Der Verlust an Stromerzeugungserlösen durch die Fehlausrichtung der 3%-Pfähle (ca. 1,5 MW fehlende Kapazität bei einer Leistungsreduzierung von 6% × 25-jähriger Kapitalwert bei 50 £/MWh) beträgt ca. 480.000–960.000 £. Die Kosten des Clearingprogramms entsprechen 15–401.050 Billionen US-Dollar des dadurch eliminierten Erzeugungsrisikos. Keine andere einzelne Investition vor Baubeginn eines Solarparks bietet eine höhere Rendite im Verhältnis zum minimierten finanziellen Risiko. Dies ist das zentrale Argument, das Korea Watanabe Solarentwicklern, Generalunternehmern und Projektfinanzierungsteams bei der Bewertung des Budgets für die Standortvorbereitung präsentiert.
Gesteinsbrecher für Solarparks – THOR 3.0-System zur Vorbereitung von Pfahlgründungsflächen
Grundstücksfläche + Gründungsart (H-Pfahl / Schraubpfahl / Bohrpfahl) + Gesteinsart + Anforderungen an die Photovoltaikanlage + Baubeginn → Korea Watanabe bietet die Gesteinsbrecher für Solarpark Spezifikation, Tiefenprotokoll, Programmzeitplan und Dokumentationspaket für die Vorbauphase Ihres Projekts vor der Pfahlgründung.
Herausgeber: Cxm
