Mit Photovoltaik schwimmend Sonne tanken

Ob Stausee oder stillgelegter Baggersee, schwimmende Photovoltaik (PV)-Anlagen (kurz: Floating PV) können auf ungenutzten Wasserflächen einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien leisten. Einmal installiert, kühlen sie nicht nur das Wasser, sondern reduzieren auch die Algenbildung. Zudem lassen sie sich vergleichsweise einfach installieren.

So wurde beispielsweise im Oktober 2019 eine entsprechende Anlage in Südfrankreich in Betrieb genommen. Mit einer installierten Leistung von 17 MW war sie die bis dato größte installierte Anlage in Europa. Sie wurde auf dem See eines alten Steinbruchs errichtet und umfasst 47 ha. In den Niederlanden wurde jüngst mit dem Bau eines 27,4-MW-Solarparks begonnen, der ebenfalls auf einer schwimmenden Unterkonstruktion ruht.

Das Potenzial für Floating PV ist groß

Weltweit waren Ende 2019 schätzungsweise 2 GW an Floating-PV-Anlagen installiert. Und das Potenzial ist groß: Werden lediglich 10 % der künstlich angelegten Stau- oder Baggerseen genutzt, dann besteht allein in Europa laut Weltbank ein Potenzial von 204 GW. Rethink Energy hingegen schätzt den globalen Markt nach eigenen Berechnungen bis zum Jahre 2030 auf insgesamt 62 GW.

Im Vergleich zu Freiflächen-Anlagen an Land schlagen die schwimmenden PV-Anlagen allerdings derzeit mit rund 25 % höheren Installationskosten zu Buche. Nach Expertenmeinung werden diese Mehrkosten in absehbarer Zeit aber deutlich sinken. Hinzu kommt, dass sich die höheren Installationskosten durch die zusätzliche Wasserkühlung schnell bezahlt machen.

Gute Erträge garantiert

Die folgenden äußeren Faktoren sind für den zu erwartenden Ertrag entscheidend:

• die geographische Lage, denn dieser bestimmt den Einfallswinkel der Sonneneinstrahlung. Oder kurz: je weiter südlich auf der Nordhalbkugel, desto besser.
• der Neigungswinkel sowie die Ausrichtung der Solarmodule. Idealerweise werden die einzelnen Photovoltaik-Module mit einem Winkel von 15 bis 20 Grad gen Süden geneigt. So lassen sich die besten Sonnenerträge erzielen, was sich auf dem Wasser sehr gut umsetzen lässt.

Hinzu kommt, dass auf See eine Verschattung der Module vermieden wird. Was sich bei Anlagen auf Hausdächern oftmals nicht vermeiden lässt, spielt bei schwimmenden Photovoltaik-Anlagen also keine Rolle. Zudem lassen die gute Kühlung und höhere Reflexionen bessere Erträge erwarten als bei vergleichbaren Anlagen an Land.

Gut für das Gewässer

Aber auch für die Seen ergeben sich Vorteile. Stehende Gewässer werden in der Regel durch den Zulauf an Grundwasser reguliert, nicht durch Flüsse oder Bäche. Dies führt im Sommer zum Problem. Denn die dann stärkere Sonneneinstrahlung erwärmt das Wasser, eine vermehrte Algenbildung ist die Folge. Diese wiederum entziehen dem Wasser Sauerstoff. Fische und Amphibien sind die Leidtragenden. Im schlimmsten Fall kippt der See um. Hier spielen schwimmende Photovoltaik-Anlagen ihren Vorteil aus. Sie verschatten die Gewässer und verringern so die Algenbildung. Fazit: Die einstrahlende Sonnenenergie erhitzt das Wasser weit weniger und trägt zusätzlich zur umweltfreundlichen Stromerzeugung bei.

Neben der Installation auf Stau- und Baggerseen gibt es inzwischen auch erste Pilotanwendungen auf dem Meer. Kombiniert mit Offshore-Windenergieanlagen lässt sich so nicht nur eine stabilere, sondern auch kontinuierlichere Stromerzeugung erreichen.