Da Landressourcen zunehmend knapp werden, dehnt sich die Entwicklung der Solarenergie über terrestrische Standorte hinaus aus. Schwimmende Photovoltaiksysteme (FPV) errichten Solarkraftwerke auf Seen, Stauseen und Teichen und eröffnen damit einen völlig neuen Weg für saubere Energie.

Traditionelle boden-montierte Solarparks verbrauchen große Mengen an Land. In Regionen mit begrenzter Landverfügbarkeit ist die Verfügbarkeit von Flächen zu einem wesentlichen Engpass für neue Energieprojekte geworden. Schwimmende PV-Anlagen installieren Solarmodule auf schwimmenden Plattformen über Wasserflächen. Ohne Ackerland oder Wälder zu beanspruchen, verwandeln sie wenig genutzte Wasserflächen in Energieerzeugungsanlagen und haben auf dem globalen Markt für erneuerbare Energien schnell an Popularität gewonnen.

Wie bleiben schwimmende PV-Systeme auf dem Wasser stabil?

Schwimmende PV ist weit mehr als das einfache Platzieren von Solarmodulen auf Wasser. Es handelt sich um eine vollständige technische Lösung, die aus HDPE-Schwimmplattformen, Montagestrukturen und Verankerungs- sowie Vertäusystemen besteht.

Die schwimmende Plattform dient als „wassergetragene Grundlage“. Sie besteht größtenteils aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) und zeichnet sich durch eine hervorragende Korrosions- und UV-Beständigkeit aus. Jeder Schwimmkörper bietet einen Auftrieb von über 150 kg. Modulare Schwimmkörper können flexibel an die Größe der Wasserfläche des Projekts angepasst werden. Montagekomponenten verwenden Aluminiumlegierungen und Zn-Al-Mg-beschichteten Stahl sowie SUS304-Edelstahlbefestigungen, um Korrosion in feuchten aquatischen Umgebungen zu widerstehen.

Das Verankerungssystem ist entscheidend, um zu verhindern, dass die gesamte Anlage durch Wind und Wellen abgetrieben wird.

Zu den Lösungen gehören Verankerungsträger, Seile, Drahtseilverbindungen und Schwerkraftanker. Pfahlanker, Uferanker und Bodenanker sind ebenfalls für unterschiedliche Standortbedingungen verfügbar. Die Vertäuanordnung passt sich Wasserstandsschwankungen und Wasserströmungen an und hält das schwimmende Modularray stabil gegen Abdriften oder Umkippen.

Montagestützen bieten mehrere Neigungswinkeloptionen: 0°, 5°, 10° und 15°, um lokale Sonneneinstrahlungsbedingungen zu berücksichtigen. Gerahmte Doppelglas-PV-Module werden häufig in horizontalen Anordnungen verwendet. Das System verfügt über eine 10-jährige Garantie, und alle Spezifikationen können entsprechend den hydrologischen Daten spezifischer Projekte angepasst werden.

Kernvorteile der schwimmenden PV

Im Vergleich zu bodenmontierten Solarprojekten bietet schwimmende PV mehrere natürliche Vorteile:

✅ Ungenutzte Wasserflächen vollständig nutzen und Landressourcen sparen Ideal für Stauseen, Seen, Senkungsbecken und Industriebecken. Sie vermeidet die Beanspruchung wertvoller Landressourcen und ermöglicht eine Mehrfachnutzung von Wasserflächen.

✅ Wasserkühlungseffekt verbessert die Stromerzeugung Die natürliche Wasserkühlung senkt die Betriebstemperatur der Solarmodule und steigert die Stromerzeugungsleistung. Eine geringere Staubablagerung auf den Modulen über Wasser stabilisiert zusätzlich den Energieertrag.

✅ Langlebige korrosionsbeständige Materialien und schnelle modulare Installation HDPE-Schwimmkörper und korrosionsbeständige Metallkomponenten sind für einen langfristigen Einsatz unter Wasser ausgelegt. Das modulare Design ermöglicht eine schnelle Montage vor Ort und eine flexible Erweiterung der Kapazität.

✅ Zusätzliche ökologische Vorteile Solarmodule bedecken die Wasseroberfläche, um die Wasserverdunstung zu reduzieren und übermäßiges Algenwachstum einzudämmen. Für Aquakulturteiche maximiert das Modell „Stromerzeugung oben, Fischzucht unten“ die umfassenden wirtschaftlichen Erträge der Wasserressourcen.

Wichtige Standortuntersuchungen vor der Projektplanung

Da schwimmende PV auf Wasser betrieben wird, bestimmen hydrologische und geologische Bedingungen unter Wasser direkt die Projektsicherheit. In der Entwurfsphase muss eine vollständige Standortuntersuchung durchgeführt werden, um wichtige Daten zu erfassen:

1. Wassertiefe: maximale, minimale und durchschnittliche Wassertiefe; Schwankungsbereich und Zyklus des Wasserstands; extreme historische Wasserstände innerhalb von 50 Jahren.

2. Hydrodynamische Faktoren: maximale Wellenhöhe und zulässige Wasserströmungsgeschwindigkeit.

3. Unterwassergeologie: Bodenart des Gewässergrunds (Schlamm / Geröll / Gestein) und Unterwasserrelief, die die Verankerungslösungen bestimmen.

4. PV-Modulparameter: Abmessungen, Gewicht und Modell der Module zur Konfiguration des Schwimmkörperlayouts und der Neigungswinkel (0°/5°/10°/15°).

Wellen- und Wasserstandsbedingungen unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Gewässern. Es gibt keine Universallösung. Eine maßgeschneiderte Planung auf Basis realer Standortdaten ist für einen langfristig sicheren Betrieb unerlässlich.

Chancen und Herausforderungen der schwimmenden PV

Schwimmende PV verfügt über bemerkenswerte Stärken, dennoch bestehen praktische Herausforderungen. Aquatische Umgebungen stellen hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Materialien. Wind- und Wellenlasten sowie extreme Wasserstandsänderungen stellen strenge Anforderungen an das Verankerungsdesign. Darüber hinaus erfordert die Wartung auf offenen Gewässern spezielle Fähigkeiten für den Betrieb auf dem Wasser.