Sonne, Wasser und Eis: Litauen testet schwimmende Solarenergie

Von Alister Doyle

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OSLO (Thomson Reuters Foundation) – Im Rahmen eines Experiments zu erneuerbaren Energien, das Sonne, Wasser und Eis kombiniert, will ein litauisches Energieunternehmen dieses Jahr schwimmende Solarpaneele auf einem See eines Wasserkraftwerks installieren, als Teil eines kleinen, aber boomenden globalen Marktes für „Floatovoltaik“. ".

Auf Pontons, auf Seen oder auf dem Meer montierte Sonnenkollektoren wurden in den letzten Jahren an Orten angebracht, die von einem kalifornischen Weinberg bis zu verschmutzten Industrieteichen in stillgelegten Kohlebergwerken in China reichen.

Weltweit ist die schwimmende Photovoltaik-Solarenergie, angeführt von China, seit dem ersten großen Projekt in Japan im Jahr 2007 auf 2 Gigawatt installierte Leistung gestiegen.

Trotz des rasanten Wachstums macht es immer noch nur einen Bruchteil der weltweit über 600 GW installierter Solarenergie aus, fast ausschließlich an Land.

In einem neuartigen Test bereitet der litauische Energieversorger Ignitis Gamyba eine winzige schwimmende Solaranlage auf dem oberen Reservoir des Pumpspeicherkraftwerks Kruonis vor, die von der litauischen Agentur für Unternehmensförderung mit 235.000 Euro gefördert wird.

„Es wird das erste Projekt dieser Art im Baltikum sein“, sagte Rimgaudas Kalvaitis, Vorsitzender und Geschäftsführer von Ignitis Gamyba.

„Soweit wir wissen, gibt es weltweit einige schwimmende Photovoltaikprojekte, die auf Wasserkraftreservoirs installiert und in Betrieb sind, aber der Betrieb unter eisigen Bedingungen ist eine ziemlich neue Idee“, fügte er hinzu und wies darauf hin, dass das Projekt noch in diesem Jahr starten soll.

Die neue Installation steht vor einer Reihe technischer Herausforderungen.

Der Wasserstand im Stausee könne sich bei voller Auslastung des Wasserkraftwerks um 10 Meter (32 Fuß) ändern, mit einer Verschiebung von bis zu einem Meter pro Stunde, sagte Kalvaitis.

Dies und die Eisbildung auf dem Stausee im Winter erfordern die Installation flexibler Festmacherleinen und die Suche nach Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung den Frostbedingungen standhält.

Litauen versucht, den Einsatz erneuerbarer Energien zu steigern, um die Ziele der Europäischen Union im Rahmen des Pariser Klimaabkommens von 2015 zu erreichen und die Energieabhängigkeit vom benachbarten Russland zu verringern.

Forscher sagen, dass es oft sinnvoll ist, Wasserkraftwerke mit schwimmender Solarenergie auszustatten, auch weil Solarmodule die bestehende Infrastruktur nutzen und an das Stromnetz anschließen können.

Solarenergie kann auch genutzt werden, um tagsüber Wasser in Speicherreservoirs zu pumpen, wo es später nachts zur Wasserkrafterzeugung freigegeben werden kann, wenn die Module nicht funktionieren.

Im Sommer können schwimmende Paneele zudem die Verdunstung des Wassers verlangsamen.

Einer Studie der Weltbank aus dem Jahr 2018 zufolge war der portugiesische Energieversorger EDP Group 2016 der erste, der Wasserkraft und schwimmende Solarenergie in einer Hybridanlage in Alto Rabagão in Montalegre im Norden des Landes kombinierte.

Diese Anlage verfügt über 840 Solarmodule auf einer Fläche von etwa 2.500 Quadratmetern und kann bis zu 220 Kilowatt Strom erzeugen.

Größere Hybridprojekte wie das chinesische Wasserkraftwerk Longyangxia nutzen Sonnenkollektoren, die auf dem umliegenden Land statt im Wasser montiert sind.

Jeden Winter fällt Schnee auf das portugiesische Kraftwerk Alto Rabagão, aber „das Reservoir selbst gefriert nie“, sagte ein EDP-Beamter in einer E-Mail.

Es gibt andere Floatovoltaik-Projekte, bei denen das Wasser gefriert, beispielsweise in Japan, aber diese weisen nicht so starke Wasserstandsschwankungen auf wie im litauischen Wasserkraftwerk, heißt es in dem Bericht der Weltbank.

Kalvaitis sagte, dass die schwimmenden Solaranlagen Litauens bei Erfolg auf das gesamte 300 Hektar große obere Reservoir der Anlage ausgeweitet werden könnten.

Dadurch könnte die installierte Leistung um 200–250 MW erhöht werden, was für 120.000 Haushalte ausreicht und in etwa der Produktion eines der bestehenden vier Wasserkraftwerke der Anlage entspricht.

„Es ist schön, die Kombination von Wasserkraft und schwimmender Photovoltaik zu sehen und zu beobachten. Über solche Hybridsysteme wird viel diskutiert, aber nur sehr wenige Projekte wurden umgesetzt“, sagte Celine Paton, leitende Finanzanalystin am Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS).

Sie sagte, die weltweit installierte Kapazität schwimmender Solarkraftwerke habe in diesem Jahr 2 GW erreicht, gegenüber 1,2 GW Ende 2018.

SERIS arbeitet mit der Weltbank bei der Verfolgung schwimmender Solarenergie zusammen.

Die Installation von Solarmodulen auf dem Wasser kostet tendenziell etwa 15 % mehr als die Installation an Land. Die höheren Kosten werden jedoch teilweise durch die Kühlwirkung des Wassers ausgeglichen, wodurch die Module effizienter werden und ihre Lebensdauer verlängert werden kann, sagte Paton.

Zu den weiteren Vorteilen gehört, dass schwimmende Solarmodule auf Seen oder im Meer seltener von Gebäuden oder Bäumen beschattet werden.

„Das Wachstumspotenzial ist riesig, Projektentwicklungen stehen jedoch noch vor einigen – meist administrativen – Hürden“, sagt Thomas Reindl, stellvertretender CEO von SERIS.

Dennoch seien größere Projekte in der Entwicklung, vor allem in Asien und Europa, sagte er. Südkorea plant beispielsweise einen schwimmenden Solarpark mit 2,1 GW an der Küste des Gelben Meeres.

Der Bericht der Weltbank schätzt das globale Potenzial schwimmender Solarenergie auf 400 GW.

Die Technologie ist jedoch mit vielen Umweltproblemen konfrontiert, darunter der Art und Weise, wie die Schatten schwimmender Paneele das Wasser verdunkeln und sich auf Fische, Pflanzen oder Sedimente auswirken können.

„Es gibt nur sehr begrenzte Erkenntnisse über die möglichen Auswirkungen“, sagte Alona Armstrong, Dozentin für Energie und Umwelt, die an der britischen Lancaster University über Floatovoltaik forscht.

An einigen Stellen könnten die Paneele mit Lücken versehen werden, damit das Licht Fische, Pflanzen oder Korallen erreichen kann, oder es könnten transparente Pontons verwendet werden, sagte sie. Möglicherweise könnten sie auch verschoben werden, sodass ihre Schatten eher wie vorbeiziehende Wolken als wie ein dauerhafter Sonnenschutz wirken.

Neue Designs tauchen auf. Eine schwimmende Solaranlage in den Niederlanden hat die Form einer Milchflasche und ist mit einer schwimmenden Milchfarm für Kühe verbunden.

Die Marshallinseln im Pazifik planen den Einsatz schwimmender Solarpaneele in Lagunen, um dem Land im Rahmen des Pariser Klimaabkommens von 2015 bei der Abkehr von fossilen Brennstoffen zu helfen.

Armstrong sagte, dass schwimmende Solaranlagen immer mit Kompromissen verbunden sein werden, sowohl ökologischer als auch wirtschaftlicher Natur.

„Der Einsatz erneuerbarer Energien muss geschehen, um die Energieversorgung zu dekarbonisieren. Die Frage ist, wie wir dies auf eine Weise tun können, die nicht nur Umweltschäden vermeidet, sondern auch Vorteile für die Umwelt mit sich bringt“, sagte sie.

Sie wies darauf hin, dass Floatovoltaik erstmals 2008 in Kalifornien kommerziell genutzt wurde, als das Weingut Far Niente im Napa Valley 1.000 Sonnenkollektoren auf einem Bewässerungsteich installierte, anstatt wertvolle Weinreben auszugraben und landgestützte Solarpaneele zu installieren.

Das Weingut schätzte, dass durch die schwimmenden Platten die Umnutzung von Land vermieden werden konnte, auf dem jährlich Cabernet-Wein im Wert von 150.000 US-Dollar produziert wurde.

Berichterstattung von Alister Doyle; Redaktion von Laurie Goering: Bitte nennen Sie die Thomson Reuters Foundation, den gemeinnützigen Arm von Thomson Reuters. Besuchen Sie news.trust.org/climate

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