19.11.2020 Gast

Wenn Solarparks baden gehen: Energiegewinnung auf dem See

Das Potential von schwimmenden PV-Anlagen ist hoch, die baurechtlichen Hürden sind es auch (Bild: Zim Float Floating PV System von Zimmermann PV Floating).

Platz für schwimmende Solarkraftwerke gibt es reichlich in unserem Versorgungsgebiet - beispielsweise auf gefluteten Braunkohletagebauen oder Kiesgruben. Doch noch kommt diese Technik eher zögerlich zum Einsatz.

Solarparks brauchen Platz. Eine gute Alternative zu den landwirtschaftlich wertvollen Flächen bieten ungenutzte Wasserflächen. Auf ihnen können schwimmende Solaranlagen zur Stromerzeugung errichtet werden. Das theoretische Potenzial für schwimmende Photovoltaik in Deutschland ist gewaltig. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme schätzt das technische Potenzial solcher PV-Anlagen in Deutschland auf ca. 55 Gigawatt (GW), wobei nur Seen betrachtet wurden, die durch Braunkohleabbau entstanden sind. Aber auch Kiesgruben, Stauseen und andere Gewässer bieten nutzbare Wasserflächen. Zum Vergleich: Momentan sind in Deutschland ca. 50 GW Photovoltaik auf dem Land und auf Dächern installiert.

Das Potenzial für schwimmende Photovoltaikanlagen wird in Deutschland auf 55 Gigawatt geschätzt (Bild: Zim Float Floating PV System von Zimmermann PV Floating).

Um die Photovoltaikmodule aufs Wasser zu bekommen, werden flache schwimmende Pontons meist an Land zusammengebaut und mit Photovoltaikmodulen bestückt. Nach und nach werden die Pontons dann zu Wasser gelassen und miteinander verbunden. Damit die Anlage auch bei Wind, Wetter und Wellen nicht wegschwimmt, wird diese zusätzlich mit langen Stahlseilen am Seeboden oder am Ufer verankert. Den Modulen macht das Wasser nichts aus, schließlich liegen diese auch bei Wind und Wetter auf unseren Dächern. PV-Module produzieren auf dem kühlenden Wasser sogar etwas mehr Strom als auf dem Land.

 

Während im Nachbarland Niederlande dank staatlicher Förderung schon zahlreiche solcher Kraftwerke auf dem Wasser im Betrieb sind, steht ihre Nutzung in Deutschland noch am Anfang. Dies liegt nicht allein an den höheren Kosten für die Unterkonstruktion, sondern auch daran, dass für Solarparks auf dem Wasser keine einheitlichen Regelungen bzgl. der Zuständigkeit und Genehmigungsfähigkeit bestehen

Gut für Fische: Die Verschattung verringert das Algenwachstum in den Gewässern und sorgt so dafür, dass dort mehr Sauerstoff zur Verfügung steht (Bild: Zim Float Floating PV System von Zimmermann PV Floating).

Als zukunftsorientiert handelndes und auf Nachhaltigkeit bedachtes Unternehmen glauben wir an diese Technologie und prüfen mit den Behörden vor Ort wie und wo schwimmende Anlagen installiert werden könnten. Dabei gibt es viele wichtige Punkte zu beachten und abzuwägen, damit andere Nutzungsformen wie Tourismus und Freizeit, Naherholung sowie Natur- und Artenschutz koexistieren können.

 

„Schwimmende PV-Anlagen führen nicht zu einer Flächenkonkurrenz mit Grün- oder Ackerflächen,“ ist Roland Wigger, Leiter Projekte Erneuerbare Energie bei der RheinEnergie, überzeugt. „Insofern könnten solche Anlagen unser stetig wachsendes Kraftwerksportfolio im Bereich der Erneuerbare Energien gut ergänzen.“

 

In Bezug auf den Natur- und Artenschutz kann es für die Unterwassertiere und Fische sogar zu einem positiven Effekt kommen: Da die Wasseroberfläche durch die Module teilweise verschattet wird, heizt das Gewässer nicht so stark auf. Gerade in Zeiten von immer wärmeren Sommern lässt sich so übermäßigem Algenwachstum entgegengewirken, das ansonsten zur Verknappung für den für die Fische lebenswichtigen Sauerstoff im Wasser führt.

Uneinheitliche Regeln

Um solche Anlagen bauen zu dürfen, ist neben einer Flächennutzungsänderung eine Baugenehmigung erforderlich. Dabei kommt es häufig noch zu Verzögerungen.

Roland Wigger: „Da es für diese Technologie noch keinen einheitlichen Umgang im Genehmigungsverfahren gibt, können die Prozesse und die zuständigen Behörden je nach Wasserfläche und Ort stark voneinander abweichen. Wir sind jedoch davon überzeugt, dass sich auch für schwimmende PV-Anlagen entsprechende Standards entwickeln werden.“

 

Bei allen Projekten spielt zudem der Natur- und Artenschutz eine übergeordnete Rolle, so dass eine frühe und begleitende Abstimmung mit den Naturschutzbehörden sehr wichtig ist, damit bereits die Flächenplanung im Einklang mit schützenswerten Bereichen vorgenommen werden kann.

Pros & Cons

Schwimmende Sonnenkraftwerke haben eine ganze Reihe von Vorteilen:

  • keine Konflikte mit anderen Flächennutzungen an Land
  • Nutzung von ansonsten größtenteils ungenutzten Wasserflächen
  • Erhöhte Stromproduktion aufgrund des kühlenden Effektes des Gewässers und einer besseren Windanströmung
  • Teilweise Verschattung der Wasseroberfläche kann unerwünschtes Algenwachstum hemmen, so dass ein „Umkippen“ des Sees verhindert werden kann
  • Wie auch bei Standard-Photovoltaikanlagen ist eine lokale Wertschöpfung denkbar, beispielsweise durch die Schaffung von E-Tankstellen oder durch die Umsetzung regionaler Stromvermarktungsmodelle
  • Eine direkte umweltfreundliche elektrische Versorgung vor Ort ist möglich, zum Beispiel von Wasserwerken an Talsperren oder Kieswerken auf Baggerseen

Doch es gibt auch Nachteile:

  • Derzeit noch höhere Installations- und Servicekosten als bei Solarparks an Land
  • In Deutschland bestehen kaum Langzeiterfahrungen mit der Technik. Es sind nur wenige Anlagen in Betrieb. In den Niederlanden wie auch in Asien dagegen wird diese Technologie bereits in großem Maßstab vorangetrieben. Auf diese Expertise könnte man sich auch hierzulande stützen.
  • Noch unbekannte Auswirkungen durch Beschattung auf Flora und Fauna des Gewässers
  • Bedenken bei der momentanen Konkurrenzfähigkeit gegenüber Freiflächenanlagen
Bessere Windanströmung und der kühlende Effekt des Gewässers auf die Module sorgen im Vergleich mit an Land installierten Anlagen für eine erhöhte Stromproduktion (Bild: Zim Float Floating PV System von Zimmermann PV Floating).

Die von uns geplanten schwimmenden PV-Anlagen werden selbstverständlich unter Berücksichtigung des Naturwohls errichtet. Die maximale Flächenbelegung wird dabei 70 Prozent betragen, Uferbereiche werden ausgespart. Dies dient dem Schutz der Rast- und Brutmöglichkeiten von Vögeln.

 

Übrigens: Die bisher größte Anlage dieser Art in NRW schwimmt auf einem Baggersee am Niederrhein. Die Anlage besteht aus 90 kleinen Pontons, auf denen 2.000 Solarmodule montiert sind. Ihre Spitzenleistung beträgt 750 Kilowatt-Peak, wofür eine Fläche von ca. 1 ha in Anspruch genommen wurde.

Ihr könnt uns helfen

Als RheinEnergie sind wir immer auf der Suche nach Wasserflächen zur Entwicklung von schwimmenden Solarkraftwerken. Hierfür haben wir für uns folgende Kriterien formuliert:

  • keine Natur- oder Fließgewässer
  • die Flächen sollten nicht innerhalb von Schutzgebieten (Biotop, Hochwasser-, Landschafsschutzgebiet etc.) liegen
  • Gewässergröße min. 4 ha

Interessenten mit in Frage kommenden Gewässern können gerne mit Roland Wigger, Leiter Projekte Erneuerbare Energie bei der RheinEnergie, in Kontakt treten: r.wigger@rheinenergie.com.





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