Schwimmende Solarparks: Forschungsprojekt unterzieht unterschiedliche Systeme mehrjährigem Praxistest

• RWE, Fraunhofer ISE und BTU Cottbus-Senftenberg untersuchen technische Voraussetzungen, Wirtschaftlichkeit, Akzeptanz und ökologische Auswirkungen schwimmender PV-Anlagen
• Forschungsprojekt »PV2Float« wird vom BMWi gefördert

Schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke – sogenannte Floating-PV-Anlagen – ermöglichen den Ausbau Erneuerbarer Energien, ohne neue Landflächen in Anspruch zu nehmen. RWE Renewables, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme und die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg wollen gemeinsam mit weiteren Partnern diese innovative Technologie weiterentwickeln. Ziel ist es, im Rahmen des Forschungsprojekts »PV2Float« mehrere Floating-PV-Anlagen mit unterschiedlichen Systemdesigns einem intensiven Praxistest zu unterziehen. Das Forschungsvorhaben ist auf insgesamt drei Jahre angelegt. Ein geeigneter Tagebausee für die Durchführung wird derzeit ausgewählt.

Schwimmende PV birgt weltweit ein bisher kaum genutztes Stromerzeugungs- und Klimaschutzpotenzial. Im Unterschied zu Freiflächenanlagen werden die PV-Module auf Schwimmkörpern installiert und auf einem stehenden Gewässer oder dem Meer ausgebracht. Allein in Deutschland entstanden durch den Braunkohletagebau rund 500 Tagebauseen. Laut einer Studie* des Fraunhofer ISE verfügen diese aus rein technischer Sicht über ein nutzbares Potenzial im mittleren zweistelligen Gigawatt-Bereich. So eröffnen die schwimmenden
PV-Anlagen ehemaligen Zentren des Braunkohlebergbaus, wie beispielsweise der Lausitz, neue Perspektiven. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt »PV2Float« möchte zur Erschließung dieses Potenzials beitragen. Die Versuchsanlagen bilden eine wichtige Basis für eine genaue Analyse der technischen Voraussetzungen, Wirtschaftlichkeit und ökologischen Auswirkungen schwimmender PV-Kraftwerke in Deutschland. Im Fokus steht dabei auch die Akzeptanzfrage.

RWE trägt neben der finalen Standortauswahl mit einer umfassenden Potenzialanalyse des deutschen und internationalen Marktes für Floating-PV zum Forschungsvorhaben bei. Als eines der weltweit führenden Unternehmen im Bereich Erneuerbarer Energien verfügt RWE über langjährige Erfahrung bei Bau und Betrieb von Freiflächen-Solaranlagen und realisiert derzeit ein Floating-PV-Projekt in den Niederlanden.

Thorsten Miltkau, Senior Manager Solar Power bei RWE Renewables, erklärt: „Wir sehen weltweit großes Potenzial für Floating-PV. Mit diesem Forschungsprojekt wollen wir unser Wissen über die technischen Möglichkeiten von schwimmenden PV-Anlagen, wie Skalierbarkeit und Energieertrag, vertiefen und die Erkenntnisse in kommerzielle Projekte überführen.“

Konzipiert und aufgebaut wird die Versuchsanlage gemeinsam mit Volta Solar. Geplant sind vier schwimmende Installationen und eine Referenzanlage an Land mit insgesamt etwa 150 Kilowatt Leistung. Heckert Solar, ein Solarmodulhersteller aus Chemnitz, wird das Projekt mit innovativen Modulkonzepten unterstützen. VDE Renewables evaluiert die im Rahmen des Projekts entwickelten Kraftwerkskonzepte in Bezug auf Normenkonformität und elektrische Sicherheit und überprüft die Anlagen nach der Errichtung.

Das Fraunhofer ISE untersucht den regulatorischen Rahmen für Floating-PV-Anlagen und erarbeitet ein Verfahren zur Beteiligung lokaler Akteurinnen und Akteure. Das Institut überprüft des Weiteren die Zuverlässigkeit der einzelnen Systemkomponenten, entwickelt PV-Module sowie Ertragssimulationen für die besonderen Anforderungen des schwimmenden Anwendungsgebietes weiter und analysiert die Wirtschaftlichkeit von Floating-PV. Dazu Stefan Wieland, Leiter des Projekts beim Fraunhofer ISE: „Das Gewässer stellt besondere Anforderungen an Design, Material, Umweltverträglichkeit und Betriebsführung schwimmender PV-Kraftwerke. Im Projekt werden diese im Hinblick auf die Errichtung großer Floating-PV-Anlagen untersucht.“

Die gewässerökologische Begleitung des Projekts liegt bei der BTU Cottbus-Senftenberg und dem Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann aus Dresden. Dr. Dieter Leßmann vom Lehrstuhl Gewässerschutz der BTU Cottbus-Senftenberg merkt an: „Die ökologische Verträglichkeit schwimmender Solaranalgen ist eine Grundvoraussetzung für deren Genehmigungsfähigkeit. Mit dem Forschungsprojekt »PV2Float« wollen wir unsere Kenntnisse zu den gewässerökologischen Auswirkungen weiter vertiefen.“

Fraunhofer-Gesellschaft

Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Die 1949 gegründete Organisation betreibt in Deutschland derzeit 75 Institute und Forschungseinrichtungen. Rund 29 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,8 Milliarden Euro. Davon fallen 2,4 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung.

BTU Cottbus-Senftenberg

Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) ist eine junge Universität mit einer starken Ausrichtung auf Innovation und Nachhaltigkeit. Die Kombination von Grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung führt zu weltweit gefragten Lösungen in den Schwerpunktbereichen Umwelt, Energie, Werkstoffe, Bau, Gesundheit sowie Informations- und Kommunikationstechnologie. Die BTU versteht sich als Teil der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft. Ein Drittel der rund 7.000 Studierenden kommt aus über hundert Ländern. Unsere Studierenden schätzen die fundierte und anspruchsvolle Ausbildung genauso wie die internationale und familiäre Atmosphäre auf dem Campus.

*Wirth H, Eggers J-B, Trommsdorff M, Neuhaus H, Heinrich M, Wieland S, Schill C. Potenziale der Integrierten Photovoltaik in Deutschland. Tagungsband 36. PV-Symposium, ISBN 978-3-948176-14-3, 2021 – Publikation wird Interessenten vom Fraunhofer ISE zur Verfügung gestellt.