Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Schwimmende Photovoltaik
Floating Photovoltaics (FPV)
Schwimmende Photovoltaik (FPV) (von engl. "Floating Photovoltaics") bezeichnet PV-Kraftwerke auf Gewässerflächen mit an Schwimmkörpern angebrachten Modulen. Verankert ist die Anlage dabei am Gewässergrund, Ufer oder an angrenzenden Strukturen. Infolge der Modulkühlung durch das Gewässer weisen FPV-Anlagen gesteigerte Erträge im Vergleich zu konventionellen Freiflächenanlagen auf. Während im asiatischen Raum bereits einige Anlagen mit installierten Leistungen im zweistelligen Megawattbereich vorzufinden sind, beschränken sich die Anlagen Deutschland infolge bisheriger Förderhemmnisse auf max. 750 kWp. Die größte FPV-Anlage in Europa befindet sich derzeit in den Niederlanden mit einer installierten Nennleistung von 41,1 MWp (Stand Juli 2021). FPV verzeichnete in den letzten Jahren ein sehr dynamisches Wachstum mit über 2,6 GWp an weltweit installierter Leistung bis Anfang 2021.
Quick-Facts: Schwimmende Photovoltaik (FPV)
- Installierte Leistung weltweit ca. 2,6 GW p
- Technisches Potenzial in Deutschland ca. 44 GWp (künstliche Seen)
- Vorteile:
- Entschärfung Nutzungskonkurrenzen um Landflächen
- keine Flächenaufbereitung oder -pflege notwendig
- erhöhte Stromproduktion durch Kühleffekt des Gewässers
- weniger Wasserverluste durch Verdunstung
- geringere Wassertemperatur wegen partieller Verschattung durch die Anlage
- Synergieeffekte bei Zusammenschaltung mit Wasserkraftwerken, Pumpspeicherkraftwerken oder Offshore-Windkraftanlagen
- Herausforderungen:
- erhöhter Montage- und Serviceaufwand
- Wasserbeständigkeit der Anlage
- Verankerung bei starker Strömung, Wellengang oder Wasserspiegelschwankungen
- Beschränkung auf ökologisch unbedenkliche Materialien wegen Gewässerschutz
Anwendungsmöglichkeiten
In Deutschland kommen geflutete Tagebauflächen, Kiesseen und teilweise Stauseen in Betracht. Die erste FPV-Anlage Deutschlands ist seit Ende Mai 2019 mit einer Leistung von knapp 750 kWp am Netz, auf einem Baggersee bei Renchen/Baden. Der Strom wird zum Großteil direkt von dem anliegenden Kieswerk verbraucht. Neben der Anwendung von FPV auf Seen kann die Technologie auch auf dem Meer (Offshore oder in Küstennähe) eingesetzt werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten stellen die Integration von FPV auf Abdeckfolien von landwirtschaftlichen Wasserreservoiren oder Fischfarmen dar. In Zypern wurde beispielsweise eine schwimmende Solarfolie auf einem Wasserreservoir installiert. Sie reduziert die Wasserverdunstung und -verschmutzung während sie gleichzeitig Strom für die Pumpanlagen produziert. Auch eine Implementierung von PV über Kanälen ist möglich.
Floating-PV-Anlage auf einem Baggersee der Ossola-Kieswerke in Renchen-Maiwald in Baden-Würtemberg
8.9.2021
(c) Foto: Jan Oelker , 2021
foto@janoelker.de
Schwimmende Solarfolie auf einem Wasserreservoir in Zypern.
Schwimmende Photovoltaik in Japan.
Unsere FuE-Leistungen
Unsere Leistungen für schwimmende Photovoltaik-Anlagen umfassen alle Projektphasen: Von der Machbarkeitsstudie über die Auswahl der geeigneten Technologie für den ausgewählten Standort, Design der Anlage und Analyse des zu erwartetenden PV-Ertrags bis hin zum Monitoring und Optimierung der Anlage im Betrieb.