Der See Jetim bayerischen Starnberg ist nicht länger nur eine verlassene Kiesgrube. Seit einigen Wochen steht hier etwas noch nie Dagewesenes: Reihen von Solarmodulen, die aufrecht stehen, wie Zäune, auf dem Wasser schwimmen. Nicht nach Süden geneigt wie bei herkömmlicher Photovoltaik, sondern vertikal, in Ost-West-Richtung. Ein System, das die Sonne beim Auf- und Untergang einfängt und die Energieproduktion von morgens bis abends verteilt. Es ist die weltweit erste vertikal schwimmende Solaranlage, unterzeichnet von SINN Power, und Dadurch konnte der Netzwerkverbrauch der Site bereits um 60 % gesenkt werden. Nach der vollständigen Inbetriebnahme könnte dieses Ergebnis sogar auf 70 % steigen. Nicht schlecht für etwas, das weniger als 5 % der Seeoberfläche einnimmt.
So funktioniert das Skipp-Float-System
Die in Jais installierte 1,87 Megawatt-Anlage basiert auf einem patentiertes System namens Skipp-FloatDabei handelt es sich um vertikal montierte, bifaziale Solarmodule mit Ost-West-Ausrichtung, die durch mindestens vier Meter breite offene Wasserkorridore voneinander getrennt sind. Diese Zwischenräume ermöglichen die Reflexion des Lichts und die Luftzirkulation, wodurch ein besserer Wärmehaushalt als bei herkömmlichen Systemen gewährleistet wird. Jedes Modul ist etwa 1,6 Meter unter der Wasseroberfläche durch eine Kielstruktur verankert, wodurch die Paneele mit dem Wind schwingen und sich ohne mechanische Belastung an Veränderungen des Seespiegels anpassen können.
Die geschätzte Jahresproduktion liegt bei rund zwei Gigawattstunden, genug, um Hunderte von Haushalten mit Strom zu versorgen. Die eigentliche Innovation liegt jedoch in der Profil der dezentralen StromerzeugungHerkömmliche Photovoltaikanlagen konzentrieren ihre Produktion auf die Mittagszeit, wenn Energie oft günstiger ist und das Netz bereits ausgelastet ist. Vertikale Solarenergie verlagert ihre Spitzen auf den Morgen und Abend, wenn die Nachfrage am höchsten ist und die Stromproduktion am höchsten ist. zeigt eine Studie des Europäischen Gemeinsamen ForschungszentrumsDiese Konfiguration trägt zur Stabilisierung der Energiepreise bei und reduziert den Bedarf an teurer Speicherung.
„Dieses Projekt ist innovativ und relativ einfach umzusetzen, da es kein Land benötigt und perfekt zu unserer Produktionsanlage passt, die tagsüber in Betrieb ist, insbesondere in den sonnigsten Monaten von März bis Dezember.“
Gottfried Jais, Direktor des Jais-Steinbruchs, in dem die Anlage gebaut wurde
Warum vertikale Solarenergie besser funktioniert
Die Physik hinter dem Erfolg der vertikalen Photovoltaik wurde eingehend untersucht vonNiederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung (TNO)Forscher haben herausgefunden, dass Vertikale Paneele haben einen Wärmeübergangskoeffizienten, der fast doppelt so hoch ist wie der von horizontalen Paneelen.In der Praxis kühlen sie besser, halten niedrigere Betriebstemperaturen aufrecht und verbessern die Umwandlungseffizienz. Dieser Vorteil ist besonders im Sommer von Bedeutung, wenn herkömmliche Systeme aufgrund von Überhitzung an Effizienz verlieren.
Un Forschungsgruppe an der Universität Leipzig modellierte ein Szenario für Deutschland, in dem die meisten neuen Photovoltaik-Kapazitäten vertikal in Ost-West-Ausrichtung installiert würden. Das Ergebnis: Der Bedarf an Energiespeicherung sinkt drastisch, und in einem Szenario ohne zusätzliche Speicherung könnten über 10 Megatonnen CO₂ pro Jahr eingespart werden„Vertikale Photovoltaikanlagen ermöglichen eine geringere Speicherkapazität bzw. einen geringeren Einsatz von Gaskraftwerken“, erklären die Forscher in der Studie, die in Intelligente Energie.
Keine Umweltbelastung, tatsächlich positiv
Eine der immer wiederkehrenden Bedenken hinsichtlich schwimmender Anlagen betrifft das aquatische Ökosystem. Das Starnberg-Projekt zeigt, dass bei entsprechender Planung nicht nur Es gibt keine negativen Auswirkungen, aber ökologische Vorteile können erzielt werden. Die Anlage nimmt 4,65 % der Oberfläche des Jais-Sees ein und liegt damit deutlich unter der in Deutschland gesetzlich festgelegten Grenze von 15 %. BundeswasserhaushaltsgesetzDie vier Meter breiten offenen Wasserkorridore gewährleisten den Lichtdurchgang, die Luftzirkulation und die Mobilität der Wasserfauna.
Die erste Umweltüberwachung hat gezeigt, verbesserte Wasserqualität und Schaffung neuer Lebensräume für Fische und Wasservögel um die schwimmenden Strukturen herum. Halbschatten reduziert übermäßiges Algenwachstum und sorgt für eine optimale Sauerstoffversorgung. Der Anschluss an das Netz erfolgt über ein Schwimmkabel und einen Landstromanschluss, ohne den Meeresboden zu stören. SINN Power hat bereits eine zweite Phase mit 1,7 MW geplant, die die Gesamtabdeckung auf unter 10 % der Fläche senken und gleichzeitig große ökologische Sicherheitsmargen aufrechterhalten wird.
Il CEO von SINN Power, Philip Sinnbetonte, dass das System geeignet sei für alle künstlichen Gewässer, die tiefer als 1,6 Meter sind Es richtet sich an Industriekunden und Großverbraucher, die eine stabile, netzkompatible Energieversorgung wünschen. Die Technologie ist bereits für den Offshore-Einsatz bereit und erfüllt die technischen Anforderungen für den Einsatz auf See, was noch breitere Perspektiven eröffnet.
Der europäische Kontext der schwimmenden Photovoltaik
Das bayerische Werk fügt sich ein in ein europäisches Panorama von schwimmende Photovoltaik schnell wachsend. BayWa re, einer der Branchenführer, hat in den Niederlanden bereits schwimmende Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von über 25 MW gebaut und entwickelt Projekte in Deutschland, Frankreich, Italien und Spanien für insgesamt weitere 100 MW. Slowenien hat den Bau eines 140-MW-Kraftwerks auf dem Druzmirje-See angekündigt, das das größte in Europa werden und den aktuellen französischen Rekord von 74,3 MW übertreffen wird.
Il Das technische Potenzial ist enorm. Eine Studie über Nationales Erneuerbare-Energielaboratorium Ein amerikanischer Forscher hat berechnet, dass weltweite Wasserkraftwerke schwimmende Photovoltaikanlagen aufnehmen könnten, die bis zu 10.600 Terawattstunden pro Jahr erzeugen könnten. Dies entspricht fast der Hälfte des aktuellen weltweiten Strombedarfs. In Europa könnten durch die Nutzung von nur einem Prozent der Oberfläche künstlicher Stauseen 20 GW neue Kapazität installiert werden, ohne dass ein einziger Quadratmeter Land verbraucht würde.
Il Fraunhofer-Institut Ein deutscher Forscher schätzt, dass allein in Deutschland auf den Seen ehemaliger Braunkohletagebaue schwimmende Kraftwerke mit einer Leistung von 15 GW gebaut werden könnten. Dies stellt eine konkrete Chance dar, die industriellen Narben der Vergangenheit in Ressourcen für die Energiewende umzuwandeln.
Vertikale Solarenergie, worauf warten wir?
Bei der Einweihung der Anlage waren anwesend: Markus Söder, Ministerpräsident des Freistaates Bayern, Egon WestphalCEO Bayernwerkund Stefan Frey, Landrat des Landkreises Starnberg. Diese Veranstaltung unterstreicht die strategische Bedeutung des Projekts für die Region. Bayern will bis 2030 80 Prozent seines Stroms aus erneuerbaren Quellen erzeugen, und Anlagen wie diese sind ein wichtiger Baustein in diesem Puzzle.
„Wir interessieren uns für das Thema Energiespeicherung und -umwandlung“, sagte Jais. „Wir sind gespannt, ob es auch hier bald praktikable und wirtschaftliche Lösungen geben wird.“ Die Idee ist, schwimmende Photovoltaik mit Speichern oder Strom-zu-Energie-Umwandlungssystemen zu kombinieren und so den Eigenverbrauch und die Energieunabhängigkeit des Standorts zu maximieren.
Was in Bayern passiert, ist ein bisschen so, als würde jemand beschließen, Weinreben auf den Hügeln statt in der Ebene anzupflanzen. Zuerst schien es seltsam, dann wurde es offensichtlich. Schwebende vertikale Paneele könnten denselben Weg einschlagen: von der technischen Kuriosität zum Industriestandard. Wie es bereits in Portugal geschieht, wo der Solarpark Alqueva schwimmende Photovoltaik und gepumpte Wasserkraft zu einem perfekt ausgewogenen Hybridsystem kombiniert.
Wie viele andere bayerische, italienische und französische Seen warten darauf, zu Kraftwerken zu werden?
