Mit schwimmenden Photovoltaik-Anlagen, sogenannter Floating-PV, steht eine Technologie in den Startlöchern, die bisher ungenutzte Gewässerflächen wie etwa Stau- oder Baggerseen für die Solarstromernte nutzt. In einer Online-Veranstaltung informierten Gawan Heintze und Daniel Eisel von Land Schafft Energie am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) gemeinsam mit den Rechtsanwältinnen Johanna Mamerow und Sascha Köhler von der Kanzlei BBH Berlin umfassend zu den Grundlagen der Technologie und dem rechtlichen Rahmen. Bisher müssen Planer von Floating PV ab einer Grenze von 750 Kilowatt für Floating PV an Ausschreibungen teilnehmen. Diese Grenze, so Mamerow, werde wahrscheinlich im Osterpaket für das EEG 2023 auf ein ein Megawatt angehoben. Floating PV kann also innerhalb des EEG-Rahmens größer werden. Gut so.
Lesen Sie hier, warum Floating PV eine Chance verdient. Fünf Punkte, die schwimmende Solaranlagen attraktiv machen:
1. Keine Flächenkonkurrenz
Aktuell ist sie noch eine Nischentechnologie – aber mit beachtlichem Potenzial. Das größte theoretische PV-Flächenpotenzial liegt in Deutschland mit 1.700 Gigawatt zwar in der Landwirtschaft. Dort gibt es aber die Konkurrenzsituation mit der Nahrungsmittelerzeugung. Ausnahme dort: Agri-PV, in der Flächen doppelt genutzt werden. Gleichwohl, das Potenzial für PV auf künstlichen Seen liegt bei 44 Gigawatt, verteilt auf 500 Tagebauseen, 725 Baggerseen und 354 Kiesseen. Und ihre Oberfläche hat keine andere Verwendungsoption, die im Wettbewerb steht. Während des Online-Seminars stellte sich übrigens heraus, dass auch Besitzer von Karpfenteichen hier ein großes Potenzial sehen. In Deutschland beträgt die Fläche aller Karpfenteiche etwa 40.000 ha. Die wichtigsten Karpfenregionen sind Bayern und Sachsen. In Bayern liegt die Hälfte aller deutschen Teiche. Diese 20.000 ha machen etwa ein knappes Sechstel der gesamten Wasserfläche im Freistaat aus, bzw. sind damit etwas größer als die Flächen von Chiemsee, Starnberger See und Ammersee zusammen.
2. Zusätzliche Standorte für schnelle Energiewende
Wirtschafts- und Klimaminister Robert Habeck hat es gerade betont. Inzwischen geht es nicht mehr nur um einen superschnellen Ausbau der erneuerbaren Energien für den Klimaschutz. Im Jahr 2030 sollen 80 Prozent des in Deutschland verbrauchten Stroms aus erneuerbaren Energien stammen, und bereits im Jahr 2035 soll die Stromversorgung fast vollständig aus erneuerbaren Energien gedeckt werden. Das ist nun auch eine Frage der Energiesicherheit. Der Krieg in der Ukraine hat nun auch die Zweifler und Kritiker aufgerüttelt und klar gemacht, dass eine Abhängigkeit von russischem Gas so schnell wie möglich beendet werden muss. Darum heißt es jetzt, alle zusätzlichen Standorte für PV sollten berücksichtigt werden, die bisher weniger Beachtung gefunden haben. Laut einer Rechnung von Baywa RE ließen sich in Deutschland zwei Gigawatt PV errichten, wenn man nur 10 Prozent aller künstlichen Seen bedeckt. Auf diese Weise ließe sich eine Million Tonnen CO2 einsparen. Allein auf deutschen Braunkohlesee gibt es ein theoretisches Potenzial von 1,6 bis 5,5 Gigawatt.
3. Das Ausland zeigt, was möglich ist
Das globale Potenzial schwimmender Solaranlagen wird auf 400 GW geschätzt. Laut einer Prognose von Deloitte Insights Rethink Energy könnten weltweit 62 Gigawatt bis 2030 auf Gewässern entstehen. Schon jetzt gibt es Großprojekte auch von europäischen Nachbarn. In Zwolle in den Niederlanden etwa kommt eine Anlage auf 27,4 MW. Die Floating-PV-Anlagen von Baywa RE in Sellingen mit 41,1 MW und Uivermeertjes mit 29,8 MW sind sogar noch größer als die Anlage in Zwolle. In Asien wird noch größer gebaut, etwa eine 60-MW-Anlage von Sembcorp Industries in Malaysia oder 41 MW auf einem südkoreanischen Stausee – Solarflächen in Blumenform. Auf einem Stausee in China sind gar 320 MW in zwei Bauabschnitten 20217 und 2020 entstanden.
4. Ertragssteigerung durch Kühlung
Durch die Kühle des Wasser und auch durch Verdunstung werden die Module von unten gekühlt, während sie durch die Sonne von oben erhitzt werden. Der Wirkungsgrad von Photovoltaik Modulen wird unter anderem durch hohe Temperaturen negativ beeinflusst. Das heißt, wenn im Sommer das solare Strahlungsangebot hoch ist und gleichzeitig sehr hohe Außentemperaturen herrschen, nimmt der Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage ab. Photovoltaik Module, die zu warm werden, produzieren weniger Solarstrom. Der Temperaturkoeffizient macht Aussagen darüber, wie stark ein Temperaturstau auf der Rückseite der Solarmodule sich auf die Leistung auswirkt. Der Temperaturkoeffizient wird für Solarmodule in Datenblättern ausgewiesen. Er stellt dar, wie viel Prozent Leistung bei der Erhöhung der Umgebungstemperatur um 1 Grad verloren gehen. Bei kristallinen Modulen liegt dieser Leistungsverlust bei circa 0,5 Prozent pro Grad Celsius.
5. Geringere Verdunstung
Durch die Bedeckung der Wasserfläche wird die Wasserverdunstung minimiert. Das ist besonders relevant für Hydro- und Pumpspeicherkraftwerke. Und es ist natürlich in heißen Regionen von besonderer Bedeutung. Darüber hinaus gibt es auch Annahmen, dass die Veralgung eines Sees durch die abschattende Wirkung durch PV-Anlagen gebremst wird. Und an der schwimmenden Konstruktion finden Muscheln ein künstliches Riff. Auch sie helfen, die Algenplagen aufzuhalten.
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