Bis zum Jahr 2050 könnte die Photovoltaik weltweit bis zu 50 Prozent des Strombedarfs decken, frohlocken etliche optimistische Wissenschaftler. Allein, die Module brauchen viel Fläche und die ist meistens sehr teuer. Zudem können wir die Nutzung der Flächen für die Landwirtschaft angesichts der dramatisch wachsenden Weltbevölkerung nicht eingrenzen. Um dieser Konkurrenzsituation auszuweichen, sollte man die Solarmodule dann eben auf dem Wasser installieren, so die Idee. Die damit einhergehende Kühlung würde ihren Wirkungsgrad sogar vergrößern.
Gleich mehrere Vorteile
Robert Spencer und sein Team vom „US National Renewable Energy Laboratory“ (NREL) haben sich des Themas angenommen und bestätigen, dass das Wasser sehr wohl die Betriebstemperatur der Module deutlich absenkt und gleichzeitig verringern die Solarmodule die Verdunstung und das Algenwachstum im Wasser. Vorgesehen ist bei diesem Verfahren, dass die Solarmodule auf der Wasseroberfläche meistens künstlich angelegter Gewässer wie Stauseen schwimmen. Auf diese Weise wird auch verhindert, dass die technischen Anlagen ein vorhandenes, natürliches Wasserökosystem stören.
Blick in den Fernen Osten
Im „Land der aufgehenden Sonne“ ist Fläche bekanntlich sehr teuer. Da nimmt es nicht wunder, dass 56 von den weltweit insgesamt 70 größeren schwimmenden Photovoltaik-Anlagen in Japan zu finden sind. Aber auch im „Reich der Mitte“ vollzieht sich gerade ein „energischer“ Strategiewechsel. Die Bilder über die „dicke Luft“ in den chinesischen Metropolen sind inzwischen sogar bei der chinesischen Führung angekommen und deshalb wurde ein Trend ausgerufen, der langfristig wegführen soll vom Bau von Kohlekraftwerken hin zu einem massiven Ausbau der Erneuerbaren Energien. Im Jahre 2017 wurde daher in Huainan (Provinz Anhui) der größte schwimmende Solarpark der Welt in Betrieb genommen. Bezeichnend ist hier, dass der Standort ein ehemaliger Kohletagebau ist, der sich mit Wasser angefüllt hat. So ist dort auf natürliche Weise ein großer, fast zehn Meter tiefer See entstanden. Die Leistung des dort installierten Solarparks beträgt in etwa 40 MW.
Die USA haben ihre Hausaufgaben noch nicht gemacht
Zwar wurde diese Technologie vor ungefähr zehn Jahren in den USA entwickelt, aber zurzeit sind dort erst sieben Anlagen realisiert worden. Doch das Potenzial ist groß in den Vereinigten Staaten von Amerika. Es gibt nämlich circa 24.000 künstliche Wasserflächen wie Stauseen oder Wasserspeicher, die alle durchweg für schwimmende Solaranlagen geeignet sind. Spencer betont, dass sich viele dieser Gewässer in nahezu ariden Gebieten befinden, wo die Boden- und Strompreise besonders hoch sind, was ein gutes Argument für die schwimmenden Solaranlagen ist. Würde man all diese Wasserflächen tatsächlich zu diesem Zweck nutzen, ergäbe sich daraus (konservativ gerechnet) immerhin schon eine gut zehnprozentige Deckung des Strombedarfs der gesamten USA. Zudem würde diese Maßnahme über zwei Millionen Hektar Land einsparen.
In Kombination mit der Kraft des Wassers
Der schwimmenden Photovoltaik auf dem Stausee eines Wasserkraftwerks steht sogleich die gesamte installierte Infrastruktur zur Netzeinspeisung zur Verfügung, was ein großer Kostenvorteil ist. Daher sind solche schwimmenden Solaranlagen ganz sicher eine zukunftsträchtige und renditestarke Investition. Mit weiter fallenden Kosten bei der Produktion von Solarmodulen und gleichzeitig stark anziehenden Bodenpreisen ist diese Alternative der Stromerzeugung gar nicht mehr zu umgehen.
Was tut sich in Europa?
Im beschaulichen Asbach-Bäumenheim ist im Jahre 2016 die erste schwimmende Photovoltaik-Anlage des Bundeslandes Bayern in Betrieb gegangen. Es handelt sich dort um so eine typische, wassergefüllte Kiesgrube, in der nun 32 Photovoltaik-Inseln schwimmen, auf die jeweils zehn Solarmodule montiert wurden. Diese Anlage liefert jedes Jahr fast 90.000 Kilowattstunden elektrische Energie. Der größte Teil davon wird allerdings in dem noch aktiven Kieswerk verbraucht und ungefähr 15 Prozent werden ins Netz eingespeist. Kürzlich folgte eine weitere Kiesgrube am Niederrhein (NRW) diesem Beispiel.
Das größte derartige Projekt entsteht zurzeit in Frankreich. Zu diesem Zweck liefert das chinesische Unternehmen „Trina Solar“ mehr als 46.000 Solarmodule, die schließlich alle zusammen über eine Kapazität von 17 Megawatt verfügen werden. Dieses ambitionierte Projekt mit der Bezeichnung „O’Mega 1“ entsteht gerade in Piolenc im Vaucluse, Region Provence-Alpes-Côte d’Azur, und nimmt eine Wasserfläche von in etwa 17 Hektar ein. Der Betreiber ist Akuo Energy, der führende Versorger mit Erneuerbarer Energie in Frankreich.
Groenleven heißt ein Unternehmen in den Niederlanden, das sich mit der Entwicklung der Erneuerbaren Energien befasst und die mit 48 Megawatt Leistung größte schwimmende Photovoltaik-Anlage in Europa installieren will. Mitte 2020 soll diese Anlage nahe Emmen in der nordöstlichen Provinz Drente ans Netz gehen. Als geeignet erscheint dafür ein Baggersee, der sich dort aus einem früheren Sandabbau ergeben hat. In den Niederlanden gibt es sehr viele flache Gewässer mit einer Gesamtfläche von ungefähr 52.000 Hektar. Im Jahre 2017 kündigte die Wasserbehörde „Rijkswaterstaat“ an, dass das Ijsselmeer, das eine Fläche von 1.100 Quadratkilometer umfasst, für die Solarstrom-Erzeugung zur Verfügung gestellt werden soll.
Fazit:
Schwimmende Photovoltaik-Anlagen haben großes Potenzial. Im Zuge steigender Bodenpreise und fallender Preise für Solarmodule zeigen auch immer mehr Investoren Interesse an dieser vielversprechenden Art der Erzeugung Grüner Energie.