Schwimmende Photovoltaik

Floating-PV-Anlage auf einem Baggersee bei Renchen/Baden mit einer Leistung von knapp 750 kWp.

Schwimmende Photovoltaik (FPV)

Floating PV auf Baggersee in Renchen/Baden
© Fraunhofer ISE
Messgeräte prüfen Wind und Temperatur an der Floating-PV-Anlage in Renchen/Baden.

Für das Gelingen der Energiewende wird in Deutschland – je nach Szenario – ein Photovoltaik-Ausbau von bis zu 300 - 450 GWp benötigt. Aufgrund der begrenzten landwirtschaftlichen Nutzfläche müssen flächenneutrale Lösungen entwickelt werden. Floating PV oder Schwimmende Photovoltaik bezeichnet Photovoltaik-Kraftwerke, deren Module auf Schwimmkörpern auf einem stehenden Gewässer oder auf dem Meer angebracht sind. 

In den letzten Jahren verzeichnete die Schwimmende Photovoltaik weltweit ein sehr dynamisches Wachstum. Anfang 2021 lag die installierte Leistung weltweit bei 2,6 GWp. In Deutschland kommen geflutete Tagebauflächen, Kiesgruben und teilweise Stauseen in Betracht. 

Geeignete Flächen auf künstlichen Seen sind in Deutschland ausreichend vorhanden. Diese bergen laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer ISE ein technisches Potenzial von 44 GWp. 

Mit unserer langjährigen Erfahrung in der Modul- und Anlagentechnologie und im Kraftwerksmonitoring können wir die Anforderungen für die Schwimmende Photovoltaik anpassen und umsetzen. Unsere speziell entwickelte Software »Zenit« ist unter anderem in der Lage, Ertragsprognosen für Floating-PV-Anlagen zu erstellen. Dabei werden zum Beispiel Anlagendesign, Ausrichtung der Module und Umgebungsvariablen wie die Lufttemperatur berücksichtigt. 

Wir bieten begleitende Studien, Beratungen und Monitoringservices für Planungsbüros, EPCs und Anlagenbetreiber.

 

Vorteile und Synergien der Floating PV

  • Verfügbarkeit großer ungenutzter Flächen
  • bessere Moduleffizienz durch das kühlende Wasser
  • reduzierte Verdunstungsrate mindert den Wasserverlust
  • geringerer Lichteinfall auf das Gewässer verringert die Algenbildung und schützt das Ökosystem vor starker Sonneneinstrahlung 
  • große Kraftwerke können sehr kostengünstigen Strom produzieren.
     

Herausforderungen und Optimierungsbedarf

Bei der Installation von Modulen auf der Wasseroberfläche stellen sich viele Fragen und Herausforderungen. 

  • Wie wird am besten montiert?
  • Wie wird die schwimmende Anlage verankert? 
  • Wie können Verschmutzungen vermieden werden? 
  • Welche Materialien sind ökologisch unbedenklich? 
     

Unsere Leistungen für Planungsbüros, EPCs und Anlagenbetreiber 

  • Konzeption der Kraftwerke
  • GIS-basierte Potenzialanalysen
  • Akzeptanz- und Machbarkeitsstudien, Analyse Umweltverträglichkeit
  • Analyse und Optimierung des PV-Ertrags, 
  • Lichtsimulationen und Wirtschaftlichkeitsanalysen
  • Auslegung des Kraftwerks 
  • Prototypen und Implementierung
  • Qualitätssicherung und Monitoring
  • Digital-Twin-Modelle auf Basis von Ertragsmodellen und Echtzeit-Monitoringdaten
  • Berechnung der Wind- und Wellenlast für den Unterbau mit Finite-Elemente-Methode (FEM)

Presseinformationen und Forschungsprojekte zu diesem Thema:

 

Pressemitteilung - 2. Juli 2021

Solaranlagen lernen schwimmen: Verbund aus Forschung und Industrie unterzieht unterschiedliche Systeme mehrjährigem Praxistest

Schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke – sogenannte Floating-PV-Anlagen – ermöglichen den Ausbau erneuerbarer Energien, ohne neue Landflächen in Anspruch zu nehmen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, RWE Renewables und die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) 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.

 

Pressemitteilung - 3. Februar 2020

Fraunhofer ISE analysiert Potenzial für Solarkraftwerke auf Tagebauseen

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat im Auftrag von BayWa r.e. eine Potenzialabschätzung für schwimmende PV-Kraftwerke auf Braunkohle-Tagebauseen in Deutschland durchgeführt. Sogenannte Floating PV- Anlagen auf künstlichen Seen können dazu beitragen, Landnutzungskonflikte für den PV-Ausbau in Deutschland zu entschärfen.

 

Forschungsprojekt

PV2FLOAT

Technologieentwicklung für schwimmende PV-Kraftwerke und deren Implementierung zum Einsatz auf künstlichen Gewässern

Download: Broschüren und Flyer

Flyer: Integrierte Photovoltaik

Flyer: Schwimmende Solarkraftwerke