Schwimmende Photovoltaik (FPV)

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 
• bei Kopplung mit Wasserkraft (onshore) oder Windkraft (offshore): Doppelnutzung vorhandener Infrastruktur, abgestimmte Logistik bei Betrieb und Wartung sowie Dämpfung der Einspeisefluktuationen

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)