Hier bewertest du, wie die Ladehalle versorgt werden soll: nach Funktion, Kosten und Umwelt. Nimm deinen Versorgungspfad aus Lernangebot 1 dazu.
Schritt 3 von 5. Du klassifizierst die Möglichkeiten der Versorgung, rechnest Energie, CO₂ und Wirtschaftlichkeit der Dach-PV und entscheidest mit einer gewichteten Matrix.
Danach: Rechenwege und Lösungen Teil 1
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Eine gute Versorgung passt zum Verbrauch. Es zählt nicht nur, wie viel Energie da ist, sondern auch, wann.
Am Ende hast du: eine Entscheidungsmatrix Versorgung mit Gewichtung und eine Empfehlung an die Werkstattleitung, auf einer Seite.
Karte „Vom Ring bis zur Steckdose“: Die ganze Kette auf einer Seite, mit der Leiste der Spannungsebenen, den Betriebsmitteln und ihren Kennzeichen. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe dieses Teils.
Erst du, dann die anderen
Die Werkstattleitung will wissen, ob sich eine eigene PV auf dem Dach der Ladehalle lohnt. Die Antwort gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Das Geld rechnen. Investition gegen Ersparnis, daraus die Amortisation in Jahren. Das Ergebnis ist eine klare Zahl, sagt aber nichts über CO₂ und hängt stark davon ab, welchen Strom man als gespart zählt.
- Die CO₂-Bilanz aufstellen. Was stößt die PV aus, was der Strom, den sie ersetzt? Das trifft die Frage „ist es grün?“, das Ergebnis hängt aber davon ab, womit du vergleichst: mit dem Strommix oder mit dem Windstrom, den der Flughafen schon bezieht.
- Erzeugung und Verbrauch übereinanderlegen. Wann liefert die PV, wann braucht die Halle Energie? Daran siehst du, wie viel die Halle selbst nutzen kann. Du brauchst dafür Annahmen über den Tagesverlauf.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte: Versorgung, Preise und CO₂ · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Versorgung, Preise und CO₂
- Netzbezug (öffentliche Größenordnung, gerundet)
- seit Mitte 2026 vollständig Ökostrom aus Windstromverträgen, darunter ein Anteil von 85 MW an einem Windpark auf See · Stromverbrauch des Flughafens rund 630 GWh im Jahr
- Vertikale PV (öffentliche Größenordnung, gerundet)
- an der westlichen Start- und Landebahn · rund 37.000 bifaziale Module, senkrecht, Ost-West ausgerichtet · 17,4 MWp · bis 17,4 GWh im Jahr · 2,8 km lang · seit Oktober 2025
- Dach-PV im Frachtbereich (öffentliche Größenordnung, gerundet)
- 1,57 MWp · rund 1,5 GWh im Jahr
- Netzersatzanlagen und USV (öffentliche Größenordnung)
- 72 Netzersatzanlagen mit Dieselmotor, zusammen rund 76 MW · 67 USV-Anlagen mit Batterie, vor allem für die IT
- Klimaziel des Flughafens
- 2030 unter 50.000 t CO₂ im Jahr · bis 2045 Netto null (Scope 1 und 2)
- Dach der Ladehalle
- 960 m², davon für PV nutzbar 600 m² · möglich rund 120 kWp · spezifischer Ertrag 950 kWh je kWp und Jahr (Unterrichtswert)
- Ladegeräte
- sechs Stück je 9,2 kW Aufnahme · laden nachts zwischen 22 und 6 Uhr, alle sechs gleichzeitig · im Mittel 6 Volllaststunden je Nacht, 365 Nächte im Jahr (Unterrichtswert)
- Werkstatt
- Betrieb 6 bis 22 Uhr · rund 40.000 kWh im Jahr (Unterrichtswert)
- Eigenverbrauch der Dach-PV
- 13 % des PV-Ertrags nutzt die Halle selbst (Unterrichtswert); der Rest fließt ins Netz des Flughafens und wird dort verbraucht
- Preise (Unterrichtswerte)
- Netzbezug 0,20 €/kWh · Strom aus einer Netzersatzanlage 0,45 €/kWh · Dach-PV 1.100 € je kWp, betriebsfertig
- CO₂ je kWh über die Lebensdauer (Unterrichtswerte)
- deutscher Strommix 380 g (Stand 2023) · Windstrom 10 g · PV 40 g · Netzersatzanlage mit Diesel 800 g
- Netzersatzanlage (Unterrichtswert)
- übernimmt nach rund 15 s
- Vorschlag der Werkstattleitung zur Gewichtung (Unterrichtswert)
- Versorgungssicherheit 30 % · Kosten 30 % · CO₂ und Umwelt 25 % · Passung zum nächtlichen Laden 15 %. Euer Team darf mit Begründung abweichen.
So stehen die Werte in den Anlagendaten, in den öffentlichen Angaben und in der Anfrage der Werkstattleitung. Alle Zahlen zum Flughafen sind öffentliche Größenordnungen, gerundet. Alle Werte zur Ladehalle, alle Preise und alle CO₂-Werte sind Unterrichtswerte.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Entscheidungsmatrix Versorgung mit Empfehlung
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- der Klassifizierung der Versorgungsmöglichkeiten nach Art, Energiequelle, Verfügbarkeit, Kosten und CO₂
- den Kennzahlen der Dach-PV: Ertrag, Eigenverbrauch, Ersparnis, einfache Amortisation, CO₂-Bilanz
- der Entscheidungsmatrix mit Kriterien, Gewichtung, Bewertung je Variante und gewichteter Summe
- der Empfehlung an die Werkstattleitung in wenigen Sätzen, die ihre Fragen beantwortet: woher, wie sicher, wie grün, lohnt die Dach-PV
Zur Dokumentation
Eine Seite. Jede Bewertung in der Matrix hat einen Satz Begründung, jede Zahl eine Quelle (öffentliche Angabe, Anlagendaten, Unterrichtswert, eigene Rechnung). Die Gewichtung steht da, wo jeder sie sieht, und ist begründet, auch wenn ihr den Vorschlag der Werkstattleitung übernehmt.
Zusammen mit dem Versorgungspfad aus Lernangebot 1 ist das der erste Teil von Meilenstein M1. Abgenommen wird er im Kreuzreview durch ein anderes Team am Ende von Sprint 1, danach zeichnet die Projektleitung ab.
Aufgabe 2.1
Klassifiziere die Möglichkeiten der Elektroenergieversorgung:
- Ordne jede Möglichkeit einer Art zu: Bezug, Eigenerzeugung, Ersatzversorgung oder Speicher.
- Gib die Energiequelle an.
- Beschreibe, wann jede Möglichkeit Energie liefern kann.
- Trage Kosten und CO₂ je kWh ein, soweit sie gegeben sind.
- Beurteile für jede Möglichkeit, ob ihre Stärke für die Ladehalle funktional, ökonomisch oder ökologisch ist.
| Möglichkeit | Art | Energiequelle | liefert wann | Kosten, CO₂ je kWh | Stärke für die Halle |
|---|---|---|---|---|---|
| Netzbezug Ökostrom | |||||
| Vertikale PV an der Startbahn | |||||
| Dach-PV der Ladehalle | |||||
| Netzersatzanlage (Diesel) | |||||
| USV | |||||
| Batteriespeicher |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Energieversorgung · Photovoltaik · Netzersatzanlage · USV · Batteriespeicher
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.2
Ordne die vertikale PV an der Startbahn in Zahlen ein:
- Berechne, welchen Anteil sie am Jahresverbrauch des Flughafens deckt.
- Berechne ihren spezifischen Ertrag in kWh je kWp.
- Berechne die Leistung eines Moduls.
- Vergleiche den spezifischen Ertrag mit dem der Dach-PV im Frachtbereich.
- Erkläre, weshalb die Module senkrecht stehen und nach Osten und Westen zeigen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Photovoltaik · Spitzenleistung · Ertrag, spezifischer · Solarmodul
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.3
Bestimme Energiebedarf und CO₂ der Ladehalle:
- Berechne die Energie, die die sechs Ladegeräte in einer Nacht aufnehmen.
- Berechne den Jahresverbrauch der Ladehalle aus Laden und Werkstatt.
- Berechne die CO₂-Emission der Halle im Jahr für Strommix, Windstrom und Netzersatzanlage.
- Erkläre, wie der Flughafen vollständig Ökostrom beziehen kann, obwohl sein Strom durch dasselbe Netz kommt wie bei allen anderen.
- Beantworte die Frage der Werkstattleitung: „Ist unser Strom wirklich grün?“
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Elektrische Arbeit · Ökostrom · CO2-Emission · Herkunftsnachweis
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.4
Bestimme Ertrag und Eigenverbrauch einer Dach-PV mit 120 kWp:
- Berechne den Jahresertrag.
- Berechne den mittleren Ertrag an einem Tag.
- Vergleiche ihn mit der Energie einer Ladenacht aus Aufgabe 2.3.
- Berechne Eigenverbrauch und Überschuss im Jahr.
- Berechne, welchen Anteil am Jahresverbrauch der Halle die Dach-PV deckt.
- Erkläre, weshalb der Eigenverbrauch so klein ist.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Photovoltaik · Eigenverbrauch · Ertrag, spezifischer · Lastgang
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.5
Beurteile die Wirtschaftlichkeit der Dach-PV:
- Berechne die Investition.
- Berechne die jährliche Ersparnis aus dem Eigenverbrauch der Halle.
- Berechne die einfache Amortisationszeit.
- Berechne die Amortisationszeit, wenn der Flughafen die ganze Erzeugung als eigenen Verbrauch anrechnet.
- Vergleiche den Preis einer kWh aus der Netzersatzanlage mit dem Netzbezug.
- Beurteile, welche Kosten in der einfachen Amortisation fehlen.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Amortisationszeit · Wirtschaftlichkeit · Photovoltaik · Energiekosten
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 2.6
Stelle die Umweltbilanz der Versorgung auf:
- Berechne die CO₂-Emission der Dach-PV im Jahr.
- Berechne die CO₂-Einsparung, wenn ihr Strom Strom aus dem deutschen Strommix ersetzt.
- Berechne die Änderung, wenn ihr Strom den Windstrom des Flughafens ersetzt.
- Beurteile, welcher der beiden Vergleiche für den Flughafen fair ist.
- Vergleiche Dach-PV, vertikale PV, Netzersatzanlage und Batteriespeicher nach Flächenbedarf, Lärm, Abgasen und Stoffen in den Anlagen.
- Erkläre, weshalb das Isoliergas SF₆ in Mittelspannungsschaltanlagen ein Umweltthema ist.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Umweltverträglichkeit · CO2-Emission · SF6 · Schaltanlage
Mit Lernpartner Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Lernpartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 2.7
Entscheide mit einer gewichteten Entscheidungsmatrix, wie die Ladehalle versorgt wird:
- Lege die Kriterien und ihre Gewichtung fest.
- Bewerte jede der vier Varianten je Kriterium auf einer Skala von 1 für schlecht bis 5 für sehr gut.
- Begründe jede Bewertung in einem Satz.
- Berechne für jede Variante die gewichtete Summe.
- Prüfe, ob sich die Reihenfolge ändert, wenn ihr die Gewichtung verschiebt.
- Formuliere eure Empfehlung an die Werkstattleitung in höchstens fünf Sätzen.
Die vier Varianten: A Netzbezug Ökostrom wie geplant · B A und Dach-PV 120 kWp · C B und ein Batteriespeicher für die Ladenacht · D A und eine eigene Netzersatzanlage für die Halle. Eine eigene Variante E dürft ihr dazunehmen.
| Kriterium | Gewicht | A | B | C | D | Begründung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Versorgungssicherheit | ||||||
| Kosten | ||||||
| CO₂ und Umwelt | ||||||
| Passung zum nächtlichen Laden | ||||||
| gewichtete Summe | 100 % |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Entscheidungsmatrix · Nutzwertanalyse · Bewertung
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Projektteam. Jede und jeder kann das Ergebnis am Ende erklären.
Die Lage ändert sich
Die Werkstattleitung überlegt, zwei der sechs E-Schlepper künftig mittags zwischen 11 und 14 Uhr zwischenzuladen, weil sie im Spätdienst mehr fahren.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe, wie sich der Eigenverbrauch der Dach-PV dadurch ändert.
- Beurteile, ob sich die Bewertung der Varianten in deiner Matrix verschiebt.
- Entscheide, ob du deine Empfehlung an die Werkstattleitung änderst.
Mit Lernpartner Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.