Strom dank schwimmender Solaranlagen

1. Schwimmkörper (Pontons)

Die Tragekonstruktion ruht auf schwimmfähigen Pontons (Floatern) aus Kunststoff oder anderen wasserbeständigen Materialien. Sie sorgen dafür, dass die Anlage sicher auf der Wasseroberfläche schwimmt.

2. Unterkonstruktion

Ein Gestell aus Metall oder Kunststoff verbindet die Schwimmkörper mit den Solarmodulen so, dass diese noch genug Rangierfreiheit haben, um Wind- und Wellengang standzuhalten und nicht aneinanderzustoßen. Bei einigen Floating-PV-Anlagen kommen zusätzlich sogenannte Solartracker zum Einsatz. Diese Nachführsysteme passen die Ausrichtung der Module automatisch an den Sonnenstand an, um den Stromertrag zu maximieren.

3. Verankerungssystem

Damit die Anlage nicht abtreibt, wird sie entweder am Gewässergrund oder am Ufer verankert. Je nach Wasserstand und Beschaffenheit des Gewässers kommen unterschiedliche Befestigungssysteme zum Einsatz.

4. Verkabelung und Wechselrichter

Über seetaugliche Kabel wird der erzeugte Gleichstrom zu Wechselrichtern geleitet. Diese wandeln ihn in nutzbaren Wechselstrom um, der anschließend ins Stromnetz eingespeist oder direkt vor Ort genutzt werden kann.

Vorteile

• Benötigen keine Landflächen
• Solarzellen werden nicht durch Bewuchs oder Gebäude verdeckt
• Natürliche Kühlung der Zellen durch die Nähe zum Wasser
• Geringere Wasserverdunstung, da die Module Sonnenlicht abfangen
• Schwimmende PV-Anlagen sind kompakter als landgestützte Anlagen
• Installation ist bei Bedarf vergleichsweise einfach reversibel

Nachteile

• Einfluss auf die Natur nicht endgültig erforscht
• Lohnen sich in der Regel nur bei hohen Kapazitäten (für Unternehmen)
• Genehmigungsverfahren dauern, da die Wasserflächen meist in der öffentlichen Hand sind

Ein häufig diskutierter Aspekt von schwimmenden Solaranlagen ist ihr Einfluss auf die Flora und Fauna des Gewässers. Tatsächlich beschatten die Solarmodule der Floating-PV-Anlagen Teile der Wasseroberfläche, wodurch weniger Sonnenlicht ins Wasser gelangt. Das kann Auswirkungen auf die Photosynthese von Wasserpflanzen, den Wärmehaushalt des Gewässers sowie die ökologischen Prozesse haben.

Zudem verändern die Anlagen die Windeinwirkung auf die Wasseroberfläche und können den Austausch von Sauerstoff und anderen Gasen zwischen Wasser und Luft beeinflussen. Auch für Tiere können die Konstruktionen ein Hindernis oder potenziell eine Bedrohung darstellen.

Jedoch werden die Anlagen vor allem in künstlichen Seen eingesetzt, wo die Flora und Fauna zumindest anfangs nicht so stark ausgeprägt ist wie bei einem natürlichen See. Weiterhin kann die schwimmende PV auch als potenzieller Ruheplatz oder Nisthilfe für Tiere verwendet werden. Positiv zu vermerken ist auch, dass die Beschattung des Sees die Wasserverdunstung und somit Austrocknung verringert, was der Natur wiederum zugute kommen kann.

Darüber hinaus gelten in Deutschland vorsorgliche Regeln, um mögliche Beeinträchtigungen durch Floating-PV zu begrenzen. Nach dem Wasserhaushaltsgesetz dürfen Floating-PV-Anlagen auf künstlichen Gewässern höchstens 15 Prozent der Wasseroberfläche bedecken. Außerdem muss ein Mindestabstand von 40 Metern zum Ufer eingehalten werden. Damit sollen die ökologisch sensiblen Uferzonen geschützt werden.

Davon unabhängig gibt es Ideen, vertikale Solarmodule einzusetzen. Sie „stehen auf dem See“, überdecken deutlich weniger Wasserfläche und verringern dadurch den Einfluss auf das Gewässer. So sollen die Nutzungskonflikte noch weiter reduziert werden.

Welche Auswirkungen diese Veränderungen auf die Natur haben, lässt sich Stand heute nicht abschließend sagen. Zwar gibt es Studien zu einzelnen Projekten – zum Beispiel vom Fraunhofer Institut –, aber die Gegebenheiten und Erkenntnisse dieser Forschungen lassen sich nicht einfach auf jedes Gewässer übertragen.

Dass mit guter Planung und der Hilfe von Fachleuten der Naturschutz in der Praxis ernstgenommen werden kann, zeigt ein Floating-Photovoltaik-Projekt aus Baden-Württemberg.

Im Jahr 2024 wurde auf dem Philippsee in Bad Schönborn die zu der Zeit größte schwimmende Photovoltaik-Anlage Deutschlands eingeweiht. Der See wurde zum einen ökologisch durch Nisthilfen für Fledermäuse und Haubentaucher aufgewertet. Außerdem haben Fachleute Messungen durchgeführt, um den Einfluss der schwimmenden Solaranlagen auf die Tier- und Pflanzenwelt zu untersuchen. Dabei wurden keine negativen Auswirkungen der schwimmenden PV-Anlage auf die Umwelt festgestellt.

Die Anlage erstreckt sich über rund acht Hektar Wasserfläche, besteht aus mehr als 27.000 Solarmodulen und erreicht eine Leistung von rund 15 Megawatt. Damit erzeugt sie jährlich etwa 16 Millionen Kilowattstunden Strom, die unter anderem das angrenzende Kieswerk mit Strom versorgt.