Floating PV

Das Konzept der schwimmenden Photovoltaik (floating PV) bezieht sich auf Photovoltaikanlagen, die auf Seen oder anderen Gewässern errichtet werden. Mit dieser relativ neuen Technologie kann mehr Sonnenenergie genutzt werden, ohne dass neue Landflächen in Anspruch genommen werden müssen.

Nach Angaben des Frauenhofer ISE-Instituts betrug die weltweit installierte Gesamtleistung im Jahr 2021 bereits über 2 Giga-Watt, Tendenz steigend.
In der Tat bieten schwimmende Photovoltaikanlagen ein enormes Potenzial für die Stromerzeugung. Sie können in bisher ungenutzten Umgebungen gebaut werden. Im Gegensatz zu landgestützten Solarkraftwerken werden Photovoltaikmodule daher auf schwimmenden Körpern installiert und auf stillen Gewässern oder auf See in Betrieb genommen.

In dicht besiedelten Regionen mit hohem Energiebedarf könnte die Floating-Photovoltaic-Technologie einen großen Vorteil für den Ausbau der erneuerbaren Energien darstellen. In Europa und insbesondere in Deutschland gibt es viele künstliche Gewässer, die zumindest aus technischer und theoretischer Sicht für schwimmende Photovoltaikanlagen genutzt werden könnten. Laut einer Studie des Frauenhofer-Instituts gibt es allein in Deutschland 500 Baggerseen, die ein nutzbares Potenzial im zweistelligen Giga-Watt-Bereich bieten.

So funktioniert schwimmende Photovoltaik

Solarmodule werden auf Schwimmkörpern installiert und auf herkömmliche Weise miteinander verbunden. Die Nähe zum Wasser begünstigt die natürliche Kühlung der Solarzellen, wodurch sie auch bei hohen Außentemperaturen effizienter arbeiten können. Die Nähe zum Wasser kühlt die Zellen in der Tat sehr gut. Außerdem würden sie sich den Albedo-Effekt zunutze machen, also den Effekt der Lichtbrechung an Wasser, der normalerweise, wie bei Schnee, den Ertrag um gut 20 Prozent erhöhen kann. Ein weiterer positiver Aspekt ist sicherlich die Beschattung. Schwimmende Systeme reduzieren tatsächlich die Wasserverdunstung.

Wie das in der Praxis funktioniert, zeigt die RWE-eigene Anlage auf dem Gelände des niederländischen Kraftwerks Amer. Dort erzeugen über 13.000 Solarmodule eine installierte Leistung von mehr als 6 MWp. Um zu verhindern, dass die Module bei starkem Wind abdriften, wurden sie an 52 Betonblöcken auf dem Seegrund verankert. Für die Anschlüsse wurden 25 Kilometer Kabel verlegt. Diese transportieren die erzeugte Energie bis zum Ufer und speisen in das Kraftwerksnetz ein.

Bemerkenswertes Forschungsprojekt mit Fraunhofer ISE und BTU Cottbus-Senftenberg

RWE Renewables Europe & Australia, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg wollen gemeinsam mit weiteren Partnern die innovative Floating-PV-Technologie weiterentwickeln. Ziel des Forschungsprojektes mit dem Namen “PV2Float” ist es, mehrere Anlagen mit unterschiedlichen Systemkonzepten einem intensiven Praxistest zu unterziehen. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Planung, dem Bau, dem Betrieb und der Überwachung einer Versuchsanlage. Es werden verschiedene Ansätze verglichen, um innovative Verankerungen und Modulanordnungen in unterschiedlichen Richtungen zu testen. Außerdem wird eine Bodenreferenzanlage errichtet.

Wir wissen noch nicht, ob die Energiebilanz einer schwimmenden Photovoltaikanlage wirklich positiv ist. Und wir wissen nicht, ob Floating PV einen positiven Beitrag zur Energiewende leisten wird. Die Verwendung von Betonmaterial für die Verankerung auf dem Seegrund ist nach wie vor eine nicht sehr umweltfreundliche Praxis. Auf der anderen Seite werden mehrere Tonnen Stahl für die notwendigen Stützen an Land eingespart. Die Ergebnisse dieser neuen Pilotprojekte werden Klarheit über die Ideen bringen.