Das auf Floating-PV spezialisierte Unternehmen Nexentury hat ein White Paper zur Technologie in Deutschland vorgelegt. Demnach bleiben zahlreiche künstliche und industriell genutzte Gewässer energetisch unerschlossen, während geeignete Landflächen knapper werden. Dabei böten Baggerseen oder Speicherbecken ideale Voraussetzungen, um Solarenergie zu erzeugen, ohne zusätzliche Flächen zu versiegeln oder bestehende Nutzungen einzuschränken.

Die mehr als 6.000 künstlichen Seen Deutschlands böten laut Fraunhofer ISE ferner ein Potenzial für rund 15 GW an installierter Photovoltaikleistung auf einer Fläche von über 90.000 ha.

Für Betreiber solcher Gewässer eröffneten sich damit zugleich die Möglichkeit, bislang ungenutzte Wasserflächen wirtschaftlich zu nutzen und zusätzliche Erlöse aus der Energieerzeugung und Stromvermarktung zu generieren. Für sich genommen decke Floating PV bereits einen wesentlichen Teil des Strombedarfs. Ihr volles Potenzial entfalte die Technologie jedoch in Kombination mit Batteriespeichern, die den erzeugten Strom planbar und flexibel nutzbar machen.

Ankersystem an Uferstrukturen günstigste Option

Im ersten Schritt werde die Anlage über ein Ankersystem fixiert, damit sie Wind und Wellen standhalten könne. Dafür kommen in der Praxis je nach Standort verschiedene Verankerungstechnologien zum Einsatz. Größere Anlagen ließen sich üblicherweise über Seile und Ketten an Stahlprofilen im Gewässergrund verankern. Voraussetzung dafür sei eine geeignete Grundbeschaffenheit, sowie eine Gewässertiefe von weniger als 60 Metern. Insbesondere bei kleineren Gewässern lasse sich die Anlage oft wirtschaftlicher an festen Uferstrukturen verankern. Unterwasserarbeiten, als größter Kostentreiber, ließen sich so vermeiden. Bei flacheren Gewässern ist der Einsatz von Stahldalben eine Option, welche in den Gewässergrund eingebracht und so als Anker für die Plattform genutzt werden.

Zur Auslegung des Ankerkonzepts komme ferner Software zum Einsatz, welche sich bereits zur Simulation der mechanischen Belastung von Offshore-Anlagen bewährt habe. Neben Windlasten berücksichtige diese auch den Einfluss von Wellen auf die strukturelle Integrität der Anlage und ihrer Verankerung.

Wo immer in größeren Gewässern die Anlage besonders exponiert gegenüber Wellen sei, kämen vorgelagerte Wellenbrecher zum Einsatz. Ihre Hauptaufgabe sei hierbei, einen Teil der Wellenenergie zu absorbieren. Die Wellenbrecher von Nexentury dienten nicht nur dem Schutz der Anlage, sondern auch als Brutinseln und Raststätten für Vögel. Ein weiterer Lebensraum werde den Fischen und Amphibien durch Gitterkörbe unter den Wellenbrechern bereitgestellt.

Im zweiten Schritt müssen die elektrischen Komponenten sicher oberhalb der Wasseroberfläche bleiben. Hierfür kommen Schwimmkörper aus HDPE zum Einsatz, wobei hier soweit möglich auf Recyclingmaterial zurückgegriffen wird.

Mehrere Schwimmkörper

Um das Ziel umsetzen zu können, möglichst wenig Wasseroberfläche dauerhaft zu bedecken, setze das Unternehmen ein System ähnlich zum Prinzip eines Katamarans ein. Dabei werden zwei Reihen von Schwimmkörpern mit einer Stahlkonstruktion zu einem Boot verbunden. Die Stahlkonstruktion diene gleichzeitig auch als Tragesystem für die Module, sowie als Kabelmanagementsystem.

Jedes Boot lasse sich dabei beliebig oft anfertigen und allseitig mit weiteren Booten verbinden, wodurch sich Skaleneffekte bei wachsender Anlagengröße einstellen. In der Industrie hätten sich hierbei bereits einige Standards herauskristallisiert, die eine schnelle und sichere Installation an Land ermöglichen.

Die DC-Kabel führen von den Modulen entlang der Unterkonstruktion und den Wartungswegen zu den Wechselrichtern. Anschließend separat geführt, verlaufen die Niederspannungskabel von den Wechselrichtern unter den Wartungsgängen entlang. So bleiben die Kabel zu Wartungszwecken gut sichtbar und leicht zugänglich.

In den meisten Fällen werde nun eine Stromtransformation erforderlich. Diese könne in Transformatorstationen direkt auf dem See erfolgen, oder falls erforderlich auch erst an Land. Hierbei werden die Kabel zwischen Floating PV Anlage und Ufer stets in schwimmenden Rohrsystemen geführt. Spätestens ab hier ist die schwimmende Anlage identisch zu einer an Land errichteten.

Aus höheren Energieerträgen, eingesparten Flächenkosten und der Mitnutzung bestehender Infrastruktur ergeben sich für gut geplante Projekte attraktive Renditeprofile. Entscheidend sei, dass Verankerung, Wellensimulation, wasserbeständige Elektrik und Genehmigung von Beginn an fachgerecht eingeplant werden. Darüber hinaus beeinflussen die Wahl des Vermarktungsmodells, die Nutzung des erzeugten Stroms und die Einbindung bestehender Infrastruktur maßgeblich die Wirtschaftlichkeit des Projekts. Eine frühzeitige Betrachtung dieser Faktoren schafft die Grundlage für eine belastbare Investitionsentscheidung.

Quelle: Nexentury | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH