Schwimmende Photovoltaikanlagen (Floating-PV) sind eine innovative Technologie zur Nutzung von Sonnenenergie auf Gewässeroberflächen. Denn sie bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Modellen auf Land und tragen zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Erfahren Sie hier alles zum neuen Floating PV und warum sie die Zukunft der Stromerzeugung prägen werden.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert Floating PV?
Eine neue Anwendungsmöglichkeit für moderne Photovoltaikanlagen bietet sich auf Gewässern. Die Module einer Floating-PV-Anlage unterscheiden sich dabei nicht von denen einer herkömmlichen PV-Anlage auf dem Dach. Sie wandeln das einfallende Sonnenlicht in Strom um und speisen ihn ins Netz ein.
Unterschiede in der Installation zu Dach-Anlagen
Der entscheidende Unterschied zwischen Dach- und Floating-PV liegt in der Installation. Doch um auf dem Wasser zu “floaten“, müssen die Solarmodule auf Schwimmkörpern montiert werden, die am Gewässergrund oder am Ufer verankert sind. Wasserdichte Stromleitungen verbinden die Floating-PV-Anlage mit dem Netzanschlusspunkt an Land und ermöglichen das Einspeisen in den Stromsee.
Floating PV: Regulatorische Herausforderungen
Die Festlegung, dass nur weitgehend künstliche Gewässer wie Stauseen, Baggerseen oder Tagebauseen für Floating-PV-Anlagen genutzt werden dürfen, erscheint für Experten nachvollziehbar. Allerdings sorgt die Vorgabe, dass die Anlage mindestens 40 Meter vom Ufer entfernt sein und höchstens 15 Prozent der Wasseroberfläche bedecken darf, für Bedenken.
Potenzial und gesetzliche Beschränkungen der neuen PV Anlage
Das Potenzial für Floating-PV in Deutschland wird konservativ auf 44 Gigawatt Spitzenleistung geschätzt, wie das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg bereits 2020 analysierte. Doch rund 90 Prozent der geplanten Floating-PV-Projekte können aufgrund der aktuellen gesetzlichen Vorgaben nicht umgesetzt werden, was Bedenken in der Branche hervorruft.
Was sind die Vorteile von schwimmenden PV-Anlagen:
Die Nutzung Floating PV Anlagen (FPV) eröffnet eine faszinierende Dimension für die nachhaltige Energieerzeugung. Denn im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Anlagen auf Dächern oder Freiflächen präsentieren schwimmende PV-Anlagen innovative Lösungen, indem sie auf Gewässern wie Seen, Stauseen oder Baggerseen platziert werden.
Denn diese moderne Technologie bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, die nicht nur die Energieerzeugungseffizienz steigern, sondern auch neue Perspektiven für die Nutzung von Wasserflächen im Sinne des Umweltschutzes eröffnen. Zudem bringen sie diese Vorteile mit:
Effizienzsteigerung:
Die Wasserkühlung der Solarmodule führt zu einer höheren Effizienz der Stromerzeugung. Und die Verdunstung unter ihnen kühlt diese und sorgt für eine höhere Energieausbeute.
Anderweitige Landnutzung:
Schwimmende PV-Anlagen nutzen ungenutzte Wasserflächen wie Seen, Teiche oder Stauseen. Sie konkurrieren somit nicht mit der Landnutzung für Landwirtschaft, Wohnraum oder Naturschutz. Zudem kann die Landfläche somit anderweitig genutzt werden.
Verbesserte Wasserqualität:
Was zunächst seltsam klingt, stimmt wirklich. Schwimmende PV-Anlagen verbessern auf Dauer die Wasserqualität. Denn die Module beschatten die Wasseroberfläche und reduzieren so die Algenbildung.
Geringere Umweltbelastung:
Schwimmende PV-Anlagen benötigen keine Versiegelung von Bodenflächen. Sie tragen somit zu einem geringeren Flächenverbrauch und einer geringeren Umweltbelastung bei.
Floating PV: Herausforderungen:
Höhere Anfangsinvestitionen:
Die Kosten für schwimmende PV-Anlagen sind derzeit noch etwas höher als die Kosten für landbasierte Anlagen. Doch sie werden mit der Weiterentwicklung der Technologie sinken.
Komplexeres Genehmigungsverfahren:
Die Genehmigungsverfahren für schwimmende PV-Anlagen sind komplexer als für landbasierte Anlagen. Und dies kann die Entwicklung dieser Technologie verzögern.
Umweltauswirkungen:
Es ist wichtig, die Auswirkungen schwimmender PV-Anlagen auf die Umwelt genau zu untersuchen. Dies betrifft z. B. die Wasserqualität und die Tierwelt.
Welches Potenzial haben Floating PV Anlagen?
Das Potenzial von schwimmenden PV-Anlagen ist enorm. Es wird geschätzt, dass weltweit bis zu 400 GW Strom auf schwimmenden PV-Anlagen erzeugt werden könnten. Dies entspricht etwa dem Stromverbrauch von 100 Millionen Haushalten. Obendrein befindet sich die Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium, aber sie wächst rasant.
In den nächsten Jahren wird ein starkes Wachstum des Marktes für schwimmende PV-Anlagen erwartet.
Sind schwimmende PV Anlagen wirtschaftlich?
Im Allgemeinen sind schwimmende PV-Anlagen wirtschaftlich, wenn sie an einem geeigneten Standort mit hoher Sonneneinstrahlung und guter Wasserqualität installiert werden. Außerdem sind die Kosten für schwimmende PV-Anlagen in den letzten Jahren gesunken und werden weiter sinken. Dadurch wird die Technologie zudem noch attraktiver und wettbewerbsfähiger.
Floating PV: Analyse der Rechtslage
Die Frage nach notwendigen Bebauungsplänen und Baugenehmigungen für FPV-Anlagen stellt sich im Kontext von öffentlich-rechtlichen Rahmenbedingungen. Doch das Wasserrecht, insbesondere das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und landesspezifische Regelungen, spielen dabei eine entscheidende Rolle.
Im bayerischen Raum erfordern Anlagen an Gewässern der ersten und zweiten Ordnung die Genehmigung der Kreisverwaltungsbehörden, wobei Rechtsverordnungen die Genehmigungspflicht auf Gewässer dritter Ordnung ausdehnen können.
Wie erfolgt die Vergütung des erzeugten Stroms bei Floating PV Anlagen?
Der erzeugte Strom kann entweder selbst verbraucht oder dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) unterworfen werden. Doch für eine EEG-Vergütung müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, z.B. durch die Installation auf planfestgestellten Flächen oder Konversionsflächen.
Die Clearingstelle EEG|KWKG klärte 2014, dass schwimmende PV-Installationen auf Baggerseen Anspruch auf erhöhte EEG-Vergütung für Konversionsflächen haben können, wenn ökologische Belastungen fortwirken.
Technische Funktionsweise und Praxisbeispiel
Die Solarmodule auf schwimmenden Plattformen versprechen hohe Erträge, da die Nähe zum Wasser eine natürliche Kühlung der Solarzellen ermöglicht, wodurch sie auch bei hohen Außentemperaturen effizient arbeiten können. Ein Beispiel dafür ist die Floating-PV-Anlage von RWE im niederländischen Kraftwerksstandort Amer, die 6,1 MWp installierte Leistung erzeugt.
Die Module sind an Betonblöcken verankert, um ein Abtreiben bei starkem Wind zu verhindern. Zudem verlegten die Installateure insgesamt 25 Kilometer Kabel, um den erzeugten Strom zum Ufer zu transportieren und ins Netz des Kraftwerks einzuspeisen.
Wie viele schwimmende PV Anlagen gibt es in Deutschland?
In Deutschland gibt es derzeit etwa 50 schwimmende Photovoltaikanlagen (Floating-PV). Doch die meisten Modelle befinden sich noch in der Pilotphase oder im kleinen Maßstab. Doch die größte ihrer Art in Deutschland befindet sich in Rostock-Hohenwarnemünde, mit einer Leistung von 14,7 Megawatt (MW).
Weitere schwimmende PV Anlagen in Deutschland:
- Leimersheim in Rheinland-Pfalz (750 kWp)
- Weeze in Nordrhein-Westfalen (750 kWp)
- Forst in Baden-Württemberg (500 kWp)
- Köthen in Sachsen-Anhalt (400 kWp)
Schaden schwimmende PV Anlagen der Natur?
Ob schwimmende PV-Anlagen der Natur schaden, ist eine komplexe Frage, die noch nicht abschließend geklärt ist.
Haben schwimmende PV Anlagen Zukunft?
Ja, schwimmende PV-Anlagen haben Zukunft! Denn die Vorteile dieser Technologie sind zahlreich:
- Effizienzsteigerung: Durch die Wasserkühlung der Solarmodule
- Landnutzung: Sie nutzen ungenutzte Wasserflächen
- Multifunktionalität
- Verbesserte Wasserqualität
- Geringere Umweltbelastung
Synergien auf See – Die Vereinigung von schwimmender Photovoltaik und Windkraft
Im maritimen Umfeld sind stabile Strukturen entscheidend, um die alleinige Nutzung von Photovoltaikanlagen auf dem Meer ökonomisch herausfordernd zu gestalten. Doch in dieser Hinsicht bietet sich eine vielversprechende Alternative durch die Kombination von schwimmenden Photovoltaikanlagen mit Windkraft an.
Sind die PV-Module wasserdicht?
Innerhalb eines Solarmoduls werden Solarzellen in einem wasserdichten Alurahmen über Kupferbänder miteinander verbunden. Die meisten Module nutzen Siliziumzellen oder aber Glasoberflächen, um eine optimale Lichtausbeute aus Sonnenstrahlen zu gewährleisten. Stand:
Fazit: Floating PV ist effizient, zukunftsweisend und schont die Umwelt
Schwimmende PV-Anlagen sind eine zukunftsweisende Technologie mit vielen Vorteilen. Denn sie tragen zu einer nachhaltigen Energieversorgung und einem schonenden Umgang mit Ressourcen bei. Zudem ist das Potenzial dieser Technologie enorm und der Markt wächst rasant. Es ist wichtig, die Herausforderungen zu adressieren und die Weiterentwicklung der Technologie zu fördern.
Die Fähigkeit, Solarmodule auf Gewässern zu platzieren, eröffnet neue Horizonte für die nachhaltige Energieerzeugung.
Die Vorteile schwimmender PV-Anlagen sind vielfältig. Und durch die Nutzung von künstlichen Gewässern, wie Stauseen, Baggerseen oder Tagebauseen, können sie nicht nur Energie erzeugen, sondern auch ungenutzte Wasserflächen sinnvoll nutzen. Denn die natürliche Kühlung durch das Wasser verbessert zudem die Effizienz der Solarmodule und trägt zur Steigerung der Gesamtleistung bei.
FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Floating PV
Was ist der grundlegende Unterschied zwischen herkömmlichen PV-Anlagen und Floating Photovoltaik (FPV)?
Floating Photovoltaik (FPV) bezeichnet die Nutzung schwimmender Solaranlagen auf Gewässern. Denn im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Anlagen auf dem Dach installieren wir die Solarmodule auf schwimmenden Plattformen, die auf stehenden Gewässern oder dem Meer betrieben werden.
Warum sind bestimmte Gewässer für Floating PV-Anlagen besser geeignet?
Die meisten Floating PV-Anlagen finden auf künstlichen Gewässern wie Stauseen, Baggerseen oder Tagebauseen statt. Denn diese bieten oft die notwendige Fläche und Struktur für eine effiziente Installation und Nutzung der schwimmenden Solarmodule.
Welche gesetzlichen Vorgaben und Beschränkungen gelten für Floating PV-Anlagen?
Die gesetzlichen Vorgaben können je nach Region variieren. So muss die Floating-PV-Anlage in einigen Fällen beispielsweise mindestens 40 Meter vom Ufer entfernt sein und darf höchstens 15 Prozent der Wasseroberfläche bedecken. Und genau solche Vorgaben sollen Umweltauswirkungen minimieren und die Nutzung von Gewässern regulieren.
Welches Potenzial hat Floating Photovoltaik in Deutschland?
Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE liegt das Potenzial von Floating PV in Deutschland konservativ geschätzt bei 44 Gigawatt Spitzenleistung. Dennoch können viele der geplanten Floating PV-Projekte aufgrund aktueller gesetzlicher Vorgaben nicht umgesetzt werden. Doch das soll sich in Zukunft ändern.
