Floating PV: Solarenergie auf dem Wasser nutzen
Floating PV bezeichnet Photovoltaikanlagen, die auf Wasserflächen installiert werden. Die Solarmodule sind dabei auf schwimmenden Trägerstrukturen montiert, die sicher auf der Wasseroberfläche verankert sind.
Schwimmende PV-Anlagen kommen in der Regel auf Wasserflächen zum Einsatz, die sich für andere Zwecke disqualifizieren – etwa Stauseen, Baggerseen, künstliche Reservoirs oder industrielle Absetzbecken.
Das Konzept der Floating-PV-Technologie basiert auf der Idee, bestehende Wasserflächen doppelt zu nutzen: Auf der einen Seite steht die Energieerzeugung. Auf der anderen Seite schützt eine schwimmende PV-Anlage die jeweiligen Wasserressourcen vor Verdunstung.
Das Wichtigste in Kürze
- Mit Floating PV lassen sich ungenutzte Wasserflächen wie Stauseen, Baggerseen oder industrielle Gewässer für die Solarenergiegewinnung nutzen.
- Die natürliche Kühlung durch die Wasseroberfläche sorgt für höhere Energieerträge im Vergleich zu landbasierten Anlagen – bis zu 15 %.
- Floating PV wirkt der Verdunstung von Wasser entgegen und verbessert die Wasserqualität durch Beschattung.
- Trotz höherer Anfangskosten machen staatliche Förderungen eine Floating-PV-Anlage zu einer rentablen Technologie.
Floating PV: Wie sieht der Aufbau aus?
Floating PV-Anlagen bestehen aus mehreren zentralen Komponenten, die speziell auf die Anforderungen einer Installation auf Wasserflächen abgestimmt sind:
- Schwimmende Trägerstrukturen:
- Die Solarmodule werden auf schwimmenden Plattformen montiert, die aus Materialien wie Polyethylen oder Aluminium bestehen. Diese Plattformen sind so konzipiert, dass sie witterungsbeständig und langlebig sind.
- Die Träger sind modular aufgebaut, sodass die Anlagen leicht erweitert oder an unterschiedliche Wasserflächen angepasst werden können.
- Verankerungssystem:
- Die gesamte Konstruktion wird durch Seile, Anker oder Pfähle stabil auf der Wasseroberfläche fixiert. Das Verankerungssystem berücksichtigt dabei Wind- und Wasserströmungen, um die Stabilität zu gewährleisten.
- Solarmodule:
- Wie bei landbasierten PV-Anlagen kommen monokristalline, polykristalline oder bifaziale Module zum Einsatz. Aufgrund der Nähe zur Wasseroberfläche profitieren die Module von der natürlichen Kühlung, was die Effizienz steigert.
- Wechselrichter:
- Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird durch Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Diese können auf der schwimmenden Struktur oder an Land installiert werden.
- Kabel und Leitungen:
- Spezielle wasserdichte Kabel verbinden die Solarmodule mit den Wechselrichtern und dem Netzanschluss. Die Leitungen sind so verlegt, dass sie den Wasserbewegungen standhalten und vor Schäden geschützt sind.
- Zugangsplattformen (optional):
- Einige Anlagen verfügen über Plattformen oder Stege, um Wartungsarbeiten an den Modulen oder den technischen Komponenten zu erleichtern.
Vor- und Nachteile von Floating PV
Vorteile
- Nutzung ungenutzter Wasserflächen: Floating PV nutzt Wasserflächen, die ansonsten ungenutzt bleiben – wie Stauseen, künstliche Reservoirs oder industrielle Absetzbecken.
- Effizienzsteigerung durch Wasserkühlung: Die Nähe zur Wasseroberfläche sorgt für eine natürliche Kühlung der Solarmodule, senkt die Betriebstemperatur und steigert dadurch die Effizienz.
- Verdunstungsschutz: Die PV-Module beschatten die Wasseroberfläche und verringern so die Verdunstung.
- Wasserqualität: Floating PV kann das Algenwachstum hemmen, da die beschattete Wasseroberfläche weniger Sonnenlicht durchlässt. Ein Anstieg der Wasserqualität ist die positive Konsequenz.
- Keine Konkurrenz mit anderen Landnutzungen: Floating PV löst Konflikte, die bei landbasierten Anlagen häufig auftreten – z. B. mit der Landwirtschaft, dem Wohnungsbau und Naturschutz.
- Installation & Modularität: Durch den modularen Aufbau lassen sich Floating PV-Anlagen relativ schnell installieren und an die Größe und Form der Wasserfläche anpassen.
Nachteile
- Höhere Anfangsinvestitionen: Floating PV ist in der Regel teurer als landbasierte Anlagen, da die schwimmenden Strukturen, spezielle Verankerungssysteme und wasserdichten Kabel zusätzliche Kosten verursachen.
- Technische Herausforderungen: Die Installation erfordert spezielle Fachkenntnisse, insbesondere für die Verankerung der Anlagen, die an Wind-, Strömungs- und Welleneinflüsse angepasst werden muss.
Einsatzmöglichkeiten von Floating PV
Stauseen & Reservoirs
Floating PV findet ideale Einsatzmöglichkeiten auf Stauseen und Reservoirs, die oft große, offene Wasserflächen bieten. Die Gewässertypen dienen in erster Linie der Wasserspeicherung oder Energiegewinnung durch Wasserkraft und können durch die Installation von Floating-PV-Anlagen doppelt genutzt werden.
Die Kombination mit bestehenden Wasserkraftwerken schafft hybride Energiesysteme, die die Effizienz und Nachhaltigkeit der Energiegewinnung steigern. Zudem schützen die schwimmenden Solarmodule die Wasseroberfläche vor direkter Sonneneinstrahlung. So lässt sich die natürliche Verdunstung erheblich reduzieren.
Industrielle Gewässer & Bergbauflächen
Ehemalige Bergbaugebiete und industrielle Wasserflächen wie Absetzbecken oder Abwasserteiche bieten eine perfekte Grundlage für Floating-PV-Anlagen. Sie werden häufig nicht mehr für andere Zwecke genutzt und stellen daher ungenutzte Ressourcen dar, die durch schwimmende Solaranlagen in produktive Energiequellen umgewandelt werden können.
Solche Installationen tragen nicht nur zur nachhaltigen Nachnutzung industriell geprägter Gebiete bei, sondern minimieren auch die Auswirkungen auf empfindliche Ökosysteme. Zeitgleich eröffnet Floating PV auf industriellen Gewässern die Möglichkeit, den erzeugten Strom direkt in angrenzende Betriebe einzuspeisen.
Kombination mit Aquakulturen
Eine besonders innovative Anwendung von Floating PV ist die Kombination mit Aquakulturen. Auf Wasserflächen, die für die Zucht von Fischen, Muscheln oder Algen genutzt werden, können schwimmende Solaranlagen eine doppelte Nutzung ermöglichen.
Die Solarmodule spenden Schatten, der das Wasser kühlt und optimale Bedingungen für das Wachstum bestimmter Fischarten oder Algen schafft. Gleichzeitig schützen die Module die gezüchteten Organismen vor Raubtieren und intensiver Sonneneinstrahlung, was die Erträge steigern kann.
Förderprogramme für Floating PV
Floating-PV-Anlagen sind nicht nur ein technologisches Highlight, sondern profitieren auch von einer breiten Palette staatlicher Unterstützung.
In Deutschland gehört die KfW-Bankengruppe zu den Vorreitern, wenn es um die Förderung nachhaltiger Energieprojekte geht. Mit zinsgünstigen Krediten und attraktiven Tilgungszuschüssen erleichtert sie die Finanzierung von Floating PV.
Auf Landesebene gibt es ebenfalls Förderprogramme, die speziell auf Floating PV und ähnliche Projekte zugeschnitten sind. Die mehrgleisige Bezuschussung macht die Investition in schwimmende Solaranlagen besonders attraktiv.
Die Einspeisevergütung ist ein weiteres wichtiges Instrument, das langfristige Einnahmen sichert. Betreiber erhalten eine festgelegte Vergütung für den ins Netz eingespeisten Solarstrom – ein finanzieller Anreiz, der die Wirtschaftlichkeit erheblich steigert.
Aber das ist noch nicht alles: Auch die Europäischen Union ist als Förderer von Floating PV aktiv – via verschiedener Mechanismen. Dazu gehören unter anderem der Innovations- und Modernisierungsfonds sowie das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon Europe. Auch über den Europäischen Strukturfonds (ESIF) werden Projekte zur nachhaltigen Energieerzeugung gefördert.
Beispiele erfolgreicher Floating-PV-Projekte
Projekte in Deutschland
BayWa r.e. – Floating PV auf Baggerseen
In Deutschland ist BayWa r.e. ein Pionier im Bereich der Floating PV. Das Unternehmen hat mehrere Anlagen auf Baggerseen installiert – darunter ein Projekt in Nordrhein-Westfalen mit einer Leistung von 1,2 MW. Die Anlage versorgt angrenzende Industriebetriebe direkt mit erneuerbarem Strom und zeigt, wie Floating PV flexibel in industrielle Prozesse integriert werden kann.
Baden-Württemberg – Pilotprojekt auf einem Stausee
Ein vielbeachtetes Pilotprojekt wurde auf dem Stausee in Baden-Württemberg realisiert. Die Floating-PV-Anlage mit einer Kapazität von 750 kW kombiniert Wasserkraft und Solarenergie und fungiert als hybride Energiequelle.
Süddeutschland – Nachhaltigkeit auf Gewässern
Ein weiteres Vorzeigeprojekt wurde in Bayern auf einem ehemaligen Tagebau-See umgesetzt. Die Floating PV-Anlage wurde speziell für den Eigenverbrauch einer nahegelegenen Kommune konzipiert und erzeugt Strom für lokale Haushalte und Betriebe.
Projekte im Ausland
Niederlande – Zon-op-Zee (Sonne auf See)
Eines der bekanntesten Floating-PV-Projekte in Europa ist das Zon-op-Zee-Projekt in den Niederlanden. Die Anlage wurde auf einem künstlichen See in einem ehemaligen Sandabbaugebiet installiert und umfasst rund 6.000 Solarmodule. Sie erzeugt genug Strom, um etwa 1.500 Haushalte zu versorgen. Das Projekt wurde als Vorreiter für die Nutzung von industriellen Wasserflächen entwickelt.
China – Weltweit größte Floating PV-Anlage
China ist führend im Bereich der Floating PV und beherbergt die weltweit größte schwimmende Solaranlage in Huainan – eine ehemalige Kohleabbauregion. Die Anlage hat eine Kapazität von 150 MW und ist auf einem wassergefüllten Tagebau-See installiert.
Japan – Floating PV in Kato City
In Japan wurde eine innovative Floating PV-Anlage auf einem Reservoir in Kato City errichtet. Die 13,7 MW starke Anlage bietet neben der Stromerzeugung auch Verdunstungsschutz für das Wasserreservoir und unterstützt die lokale Landwirtschaft.
FAQ zu Überwachungssystemen für PV-Anlagen
Die Kosten für eine Floating PV-Anlage variieren je nach Größe, Standort und verwendeter Technik. Im Durchschnitt liegen die Investitionskosten bei 1.000 bis 1.500 Euro pro Kilowatt-Peak (kWp) und sind damit höher als bei landbasierten Anlagen. Der höhere Preis ergibt sich aus den zusätzlichen Ausgaben für die schwimmenden Trägerstrukturen, das Verankerungssystem und wasserdichte Komponenten.
Ja, Floating PV ist eine umweltfreundliche Technologie, die sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile bietet. Sie reduziert die Verdunstung von Wasser und kann durch die Beschattung der Wasseroberfläche das Algenwachstum verringern. Die Verbesserung der Wasserqualität ist die positive Folge.
Zeitgleich minimiert Floating PV den Flächenverbrauch auf dem Land und vermeidet damit Konflikte mit landwirtschaftlicher oder urbaner Nutzung. Dennoch ist eine sorgfältige Planung erforderlich, um mögliche negative Auswirkungen auf die Ökosysteme der Gewässer zu vermeiden.
Floating PV eignet sich für eine Vielzahl von Wasserflächen – darunter Stauseen, künstliche Reservoirs, Baggerseen, industrielle Absetzbecken und sogar Tagebau-Seen. Entscheidend ist, dass die Gewässer ruhig sind und keine starken Strömungen oder Wellen aufweisen. Auch die Nutzung des Gewässers sollte berücksichtigt werden.
Der Strom aus Floating PV-Anlagen kann auf verschiedene Arten verwendet werden. Häufig wird der erzeugte Strom direkt vor Ort genutzt – beispielsweise für industrielle Prozesse, den Betrieb von Wasserpumpen oder die Stromversorgung angrenzender Gemeinden. Überschüssige Energie kann ins öffentliche Stromnetz eingespeist oder auch in Batteriespeichern gespeichert werden, um ihn später bei Bedarf zu nutzen.
Ja, Floating PV lässt sich hervorragend mit Aquakultur kombinieren. Die PV-Module spenden Schatten, der das Wasser kühlt und optimale Bedingungen für die Zucht von Fischen, Muscheln oder Algen schafft. Gleichzeitig verhindern die schwimmenden Strukturen übermäßige Sonneneinstrahlung, die das Wachstum der gezüchteten Organismen beeinträchtigen könnte.
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