Schwimmende Solaranlagen – was ist das und wofür sind solche Anlagen gut?
Vielleicht haben Sie es auch schon einmal gesehen: Auf manchen künstlichen Seen schwimmen Photovoltaikmodule. Zukünftig stehen die Chancen gut, dass wir solche Anlagen immer häufiger zu sehen bekommen. Doch was genau sind eigentlich die Vorteile schwimmender Photovoltaikanlagen – neben der effizienten Flächennutzung – und für welche Gewässer sind solche Anlagen geeignet? Werden sie privat betrieben oder dienen sie meistens gewerblichen Zwecken? Und sind solche Floating-PV-Anlagen theoretisch auch auf dem Meer denkbar?
All diese Fragen klären wir heute in unserem EcoFlow-Blog.
EcoFlow DELTA 3 1500 Tragbare Powerstation
Wie genau funktionieren schwimmende Solaranlagen?
Die Grundidee von schwimmenden Solaranlagen ist schnell erklärt: Photovoltaikmodule werden auf einem Trägersystem befestigt, das auf der Wasseroberfläche schwimmt. Die Konstruktion ähnelt einem Ponton.
Damit eine schwimmende PV-Anlage stabil funktioniert, müssen mehrere Komponenten perfekt zusammenspielen: Die Module selbst, das schwimmende Trägersystem, Verankerungen sowie ein zuverlässiges System zur Energieübertragung an Land. Manche Systeme lassen sich sogar so konstruieren, dass sie sich dem Sonnenverlauf nach ausrichten – ähnlich wie bei Nachführsystemen auf Land.
Außerdem gibt es noch einen Clou: Die Kühlung durch das Wasser verbessert den Wirkungsgrad der Solarpanels. Denn je heißer ein Panel wird, desto weniger effizient arbeitet es. Auf dem Wasser bleibt die Temperatur durch Verdunstungseffekte und direkte Kühlung relativ konstant. Das Resultat ist ein höherer Energieertrag bei gleicher Nutzfläche.
Wie sind die Panels von Photovoltaikanlagen auf Wasserflächen befestigt?
Die Befestigung von Solarpanels auf Wasser ist technisch etwas anspruchsvoller als auf festem Untergrund. Meist werden die Module auf speziellen Kunststoffpontons befestigt, die miteinander verbunden sind und eine stabile Plattform bilden. Diese Pontons bestehen aus UV-beständigem, schwimmfähigem und langlebigem Material.
Der Abstand der Panels zueinander wird so gewählt, dass eine gegenseitige Verschattung vermieden wird. Außerdem muss das System Wind, Wellen und Eisdruck standhalten können. Deshalb werden die Konstruktionen mit Seilen, Ketten oder Verankerungssystemen fixiert – meist am Ufer oder dem Grund des Gewässers.
Oft ist sogar eine Kombination mit Fischzucht oder Bewässerung möglich. Die daraus resultierende doppelte Flächennutzung ist ein großer Pluspunkt – vor allem in Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte und wenig ungenutztem Land.
Wie verlaufen die Kabel? Ist es nicht gefährlich, Strom auf dem Wasser zu produzieren?
Vielleicht haben Sie sich das auch schon gefragt: Strom und Wasser – ist das nicht eine gefährliche Kombination? Dann können wir Sie beruhigen. Die Systeme sind extrem sicher, sofern sie fachgerecht geplant und installiert werden. Die Kabel der schwimmenden Anlage verlaufen in speziell isolierten, wasserfesten Leitungen. Diese werden entweder unter Wasser oder oberhalb der Oberfläche in schwimmenden Kabelkanälen geführt. Bei Berührung des Wassers muss man also nicht mit einem Stromschlag rechnen!
Die eingesetzten Kabel sind salzwasser- und UV-beständig und besitzen in der Regel eine doppelte Isolierung. Zudem gibt es strenge Vorschriften, was die Erdung, Isolierung und Absicherung betrifft. Meistens wird bei mittelgroßen Projekten ein zentraler Wechselrichter an Land genutzt, in größeren Anlagen kommen dezentrale Lösungen zum Einsatz. Der erzeugte Strom kann direkt ins Netz eingespeist oder vor Ort gespeichert werden – zum Beispiel in einer leistungsfähigen Solarbatterie.
Welche Vorteile haben Floating-Photovoltaikanlagen?
Durch natürliche Kühlung bis zu 10 % mehr Stromertrag | Strom lässt sich vor Ort mit Solarbatterien puffern oder direkt nutzen | Weniger Konflikte mit Landwirtschaft, Denkmalschutz oder Bauordnung | Reduziert Wasserverlust in Speicherseen um bis zu 70 % |
Weniger Diebstahl- und Vandalismusrisiko | Integration in Landwirtschaft oder Aquakultur möglich | Vorreiterrolle bei der Energiewende | Beeinflusst das Algenwachstum positiv und verbessert Wasserqualität |
EcoFlow DELTA 2 Max
Wo sind schwimmende PV-Anlagen bereits im Einsatz? Für welche Anwendungen sind sie geeignet?
Die größten Anlagen weltweit finden sich aktuell in China, Indien, Japan und Südkorea. Dort werden schwimmende PV-Systeme im zweistelligen Megawattbereich realisiert – häufig auf Baggerseen, ehemaligen Kohlegruben oder Stauseen. In Europa nimmt vor allem Frankreich eine Vorreiterrolle ein. Dort wurden in den letzten Jahren mehrere Großanlagen auf künstlichen Seen errichtet. Doch auch Deutschland zieht langsam nach: Verschiedene Projekte zeigen, dass Floating-PV auch hierzulande funktioniert – trotz höherer regulatorischer Anforderungen.
Genutzt werden können schwimmende PV-Anlagen für unterschiedlichste Arten von Gewässern:
Kommunale Kläranlagen und Wasserwerke
Restlöcher vom Braunkohletagebau und Baggerseen
Rückhaltebecken in der Landwirtschaft
Bewässerungsteiche
Industriebetriebe mit eigenem Kühl- oder Prozesswasser
Gibt es schwimmende Photovoltaikanlagen auch auf dem Meer?
Derzeit stehen Floating-PV-Systeme auf dem Meer noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung. Das liegt vor allem an den enormen Herausforderungen, die salzhaltiges Wasser, starker Wellengang und extreme Wetterbedingungen mit sich bringen. Technisch gesehen erfordert eine schwimmende PV-Anlage auf dem Meer komplett andere Materialien und Befestigungslösungen als im Binnenland.
Erste Pilotprojekte laufen aber bereits, z. B. in Norwegen und Singapur.. Ziel ist es dabei, Plattformen zu entwickeln, die Windkraft, Solartechnik und Wasserstoffproduktion auf einer schwimmenden Basis vereinen. Auch die Kombination mit Aquakultur – also Fischzucht – wird erforscht.
Ein Vorteil der Offshore-Variante liegt auf der Hand: Die Fläche ist nahezu unbegrenzt. Gerade dicht besiedelte Inselstaaten oder energiearme Küstenregionen könnten langfristig davon profitieren. Doch bis zur großflächigen Umsetzung wird es noch einige Jahre dauern – nicht zuletzt wegen der immensen Kosten.