Schwimmende Solarmodule: Die Zukunft der erneuerbaren Energien?

Die größten kommerziellen Vorteile schwimmender Solaranlagen liegen in Gebieten, in denen Land knapp und/oder teuer ist. Der Einsatz schwimmender Solaranlagen in diesen Gebieten kann deutlich kostengünstiger sein und dazu beitragen, Einnahmen aus ansonsten ungenutzten Gewässern zu generieren

Artikel von | Robert Cathcart

Auf der ganzen Welt gilt Solarenergie als eine der besten Methoden zur Erzeugung sauberer Energie. Das bedeutet, dass auf fast allen Ebenen großflächig in Solar investiert wird, um neue Methoden und Technologien zu testen.

Eine Methode, die sich immer größerer Beliebtheit erfreut, ist die schwimmende Solarenergie. In diesem Leitfaden untersuchen wir, was schwimmende Solarenergie ist und was sie für die Zukunft der erneuerbaren Energien bedeuten könnte.

Schwimmende Solarenergie ist genau das, was es sich anhört.

Der Begriff bezeichnet jede Solaranlage, die auf der Oberfläche eines Gewässers installiert wird. Dazu können Seen, Stauseen und Ozeane gehören. Die Herangehensweise an die Installation von Solarmodulen auf diese Weise ist eine ziemlich neue und neuartige Idee, zumindest im Vergleich zur herkömmlichen Installation von Solarmodulen an Land.

Schwimmende Solaranlagen sind nicht nur ein alternativer Installationsort, sie bieten auch erhebliche wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile.

Die größten kommerziellen Vorteile schwimmender Solaranlagen liegen in Gebieten, in denen Land knapp und/oder teuer ist. Der Einsatz schwimmender Solaranlagen in diesen Gebieten kann deutlich kostengünstiger sein, dazu beitragen, Einnahmen aus ansonsten ungenutzten Gewässern zu generieren, und es Unternehmen und Kommunalverwaltungen ermöglichen, wertvolles Land für andere Zwecke wie den Pflanzenanbau bereitzustellen.

Aus ökologischer Sicht können schwimmende Solaranlagen dazu beitragen, die Wasserverdunstung zu reduzieren. Dies ist besonders vorteilhaft für den Einsatz an Gewässern wie Stauseen und trägt dazu bei, potenzielle Wasserknappheit zu begrenzen. Auch an anderen Gewässern kann es zur Erhaltung wichtiger Unterwasserlebensräume beitragen. Ebenso kann schwimmende Solarenergie die Notwendigkeit einer potenziellen Schädigung von Lebensräumen an Land durch Landrodung begrenzen.

In dicht besiedelten Gebieten kann schwimmende Solarenergie dringend benötigte Energieressourcen bereitstellen und gleichzeitig die Nutzung von Land begrenzen, das sonst für Wohnzwecke genutzt werden könnte. Darüber hinaus kann die Kühlwirkung von Wasser dazu beitragen, die Effizienz von Solarmodulen zu verbessern und deren Leistung zu steigern.

Der genaue Aufbau schwimmender Solaranlagen kann je nach Größe und Standort unterschiedlich sein. Dennoch gibt es zwei wichtige Überlegungen, die in jedem Projekt berücksichtigt werden:

Wie bleiben die Sonnenkollektoren auf der Wasseroberfläche?

Wie werden die Solarmodule an einem Ort gehalten?

Bei einigen Installationen wird beispielsweise eine pontonartige Struktur verwendet, um Solarmodule an Ort und Stelle zu halten. Andere verwenden einzelne schwimmende Module, die am Grund des Gewässers verankert oder auf andere Weise festgemacht werden können.

Eine große Herausforderung bei schwimmenden Solaranlagen ist die Langlebigkeit. Dies ist kaum überraschend, wenn man bedenkt, dass bei diesen Projekten technische Materialien wie Metall mit korrosiven Elementen wie Salzwasser und starkem Wind kombiniert werden.

Wasser und Strom – wir alle sind davor gewarnt, beides zu kombinieren. Warum wird schwimmende Solarenergie als generell sichere und intelligente Option bei der Stromerzeugung angesehen?

Nun, das Fachwissen über wasserbasierte Strukturen wird auf schwimmende Solaranlagen angewendet. Das in Schottland ansässige Unternehmen Nova verfügt beispielsweise über umfassende Erfahrung in der Gezeitenenergieerzeugung und wendet sein Wissen nun auf die Herausforderung schwimmender Solarenergie in Schottland an.

Durch eine Kombination aus hochbeständiger Abdichtung elektrischer Teile und regelmäßiger Wartung wird die langfristige Sicherheit schwimmender Solaranlagen gewährleistet.

Photovoltaik (PV)-Module sind der am häufigsten verwendete Modultyp für schwimmende Solaranlagen. Dabei handelt es sich um den gleichen Modultyp, den Sie auch bei einer Landanlage erwarten würden, die Sonnenlicht in Gleichstrom (DC) umwandelt.

Die in schwimmenden Solarparks verwendeten PV-Module können entweder monokristallin oder polykristallin sein. Jedes hat seine Vorteile:

Monokristallin – hergestellt aus einkristallinem Silizium – ist tendenziell effizienter.

Polykristallin – hergestellt aus mehreren kleineren Siliziumzellen – ist tendenziell kostengünstiger.

Welche Art von Panel auch immer verwendet wird, es muss aus robusten Materialien hergestellt sein und intelligente technische Verfahren anwenden, um der rauen Umgebung standzuhalten.

Obwohl die Vorteile schwimmender Solarparks erst jetzt klar verstanden werden, gibt es weltweit bereits mehrere Beispiele für solche Installationen.

Ein großartiges Beispiel ist die „Floatovoltaic“-Solaranlage im Napa Valley, USA. Dieser Solarpark wurde installiert, um einerseits die für die Weinproduktion in der Region benötigte Energie zu erzeugen und andererseits fruchtbares Land für den Weinanbau zu reservieren. Das Gebiet umfasst 1000 Solarpaneele auf Pontons, die in Kombination mit einem landgestützten Solarpaneel bei Spitzenleistung 400 Kilowatt Energie erzeugen.

Ein Beispiel für ein größeres Projekt dieser Art findet sich in Vishakhapatnam, Indien. Dieses Projekt wurde 2022 von der Regierung von Andhra Pradesh in Auftrag gegeben und sieht den Bau eines schwimmenden 3-MW-Solarprojekts auf dem Meghadri-Gedda-Stausee vor.

Europas größter schwimmender Solarpark befindet sich in Frankreich beim Projekt O'MEGA 1. Die Anlage verfügt über eine Leistung von 17 MW und soll jährlich knapp 10.000 Menschen mit Strom versorgen.

Es ist klar, dass schwimmende Solaranlagen viele Vorteile haben, aber was sind die Nachteile?

Die erste große Hürde, die es zu überwinden gilt, sind die Kosten. Schwimmende Solarparks erfordern die Installation spezieller Ausrüstung und Technik, um der rauen Umgebung, in der sie sich befinden, standzuhalten. Eine konsequente Wartung kann auch die Lebenszykluskosten dieser Art von Solarparks erhöhen.

Obwohl schwimmende Solarparks viele Vorteile für die Umwelt haben, kann die von ihnen erzeugte Verschattung auch das Licht und den Sauerstoff begrenzen, die unter die Wasseroberfläche gelangen. Dies wird sich negativ auf einige Unterwasserumgebungen auswirken.

Wie bei allen Solarparks ist die Leistung schwimmender Solaranlagen weitgehend vom Wetter abhängig.

Bei der Beurteilung der Machbarkeit schwimmender Solaranlagen auf der ganzen Welt spielen mehrere Faktoren eine Rolle:

Verfügbarkeit von Sonnenlichtstrahlung

Verfügbarkeit von Gewässern

Wetterlagen

Energiebedarf

Beispielsweise werden Länder mit sehr geringer Sonneneinstrahlung eine viel geringere Rendite aus schwimmenden Solarinvestitionen erzielen als Länder in Klimazonen mit mehr Sonnenlicht. Gleichheit: Für Binnenländer könnte es schwieriger sein, großflächige Standorte für schwimmende Solarparks zuzuweisen.

Länder wie Brasilien, die USA, Portugal, Spanien und Australien würden wahrscheinlich am meisten von Investitionen in schwimmende Solaranlagen profitieren.

Es ist klar, dass schwimmende Solarenergie mehrere Vorteile bietet, die bei der Suche nach nachhaltigeren Energiequellen nicht außer Acht gelassen werden dürfen. Da weiterhin schwimmende Solarprojekte in Betrieb genommen und getestet werden, werden wir wahrscheinlich eine größere Akzeptanz dieser Energieerzeugungsmethode feststellen, insbesondere an geeigneten Standorten auf der ganzen Welt.

Über Robert Cathcart Robert Cathcart ist ein in Yorkshire ansässiger Forscher, Texter und Blogger für erneuerbare Energien. Mit über 20 Jahren Erfahrung im Texten hat er sein Augenmerk auf ökologische Themen und die grüne Revolution gerichtet. Robert ist auf Solarenergie spezialisiert und möchte informieren, aufklären und inspirieren.

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