Forschung: Schwimmende Sonnenkollektoren als Energieretter?

Mit schwimmenden Solaranlagen könnten 40 Prozent es weltweiten Strombedarfs gedeckt werden. Zu diesem Ergebnis kam ein Forschungsteam.

Artikel veröffentlicht am 15. März 2023, 12:03 Uhr, Patrick Klapetz

Symbolbild: Schwimmende Solaranlage auf dem Silbersee III in Haltern am See (Nordrhein-Westfalen). (Bild: XRay, Wikipedia)

Die Kosten für Solarenergie sind in den letzten zehn Jahren drastisch gesunken, so dass sie in weiten Teilen der Welt die billigste Stromquelle ist. Damit können Solarmodule an Orten installiert werden, die sonst zu teuer wären – beispielsweise auf dem Wasser.

Ein Forschungsteam hat nun eine globale Analyse durchgeführt und festgestellt, dass selbst, wenn die Installationen auf einen Bruchteil der Oberfläche bestehender Stauseen beschränkt würde, die schwimmenden Paneele dennoch fast 9.400 Terawattstunden pro Jahr erzeugen könnten. Der weltweite Stromverbrauch liegt bei etwa 22.800 Terawattstunden pro Jahr, was bedeutet, dass schwimmende Solaranlagen mehr als 40 Prozent des weltweiten Strombedarfs decken könnten.

Die Installation sei zwar teuer als auf dem Land, jedoch würden gleichzeitig über 100 Kubikkilometer Wasser vor der Verdunstung bewahrt werden. Die meisten früheren Analysen beschränkten sich jedoch auf ein einzelnes Land oder ein einzelnes System von Stauseen. Die neue Arbeit zeichnet sich dadurch aus, dass sie global angelegt ist.

Vor- und Nachteile der schwimmenden Solarpaneele

Das Team stellte fest, dass die schwimmenden Solarpaneele auf Stauseen neben der Kühlung der Paneele und der Verringerung des Wasserverlustes eine Reihe von Vorteilen haben: Einer davon ist, dass man kein unverändertes Land opfern muss, um es mit Paneelen zu bedecken, da die Menschheit das betreffende Land bereits überschwemmt hat. Die Paneele verhindern zwar, dass Licht ins Wasser gelangt, und können möglicherweise Probleme für die Ökosysteme verursachen, die sich dort entwickelt haben, aber sie könnten auch dazu beitragen, schädliche Algenblüten in der Wasserversorgung zu begrenzen.

Zudem liegen viele Stauseen in der Nähe von stromintensiven Bevölkerungszentren, was die Nutzung der dort erzeugten Energie erleichtert. Schließlich sind viele Stauseen mit Wasserkraftwerken verbunden, und die beiden Energiequellen könnten als eine Einheit verwaltet werden, um rund um die Uhr und bei allen Wetterbedingungen ein gleichmäßiges Produktionsniveau zu gewährleisten.

Um die Ökosysteme in den Stauseen und die Nutzung der Stauseen für Erholungszwecke zu erhalten, beschränkten die Forscher die Fläche, die mit Paneelen bedeckt werden sollte, auf maximal 30 Prozent der Oberfläche oder 30 Quadratkilometer, je nachdem, welcher Wert niedriger ist (30/30-Grenze). Jedoch kann das Potenzial nicht gleichmäßig auf alle Länder verteilt werden, da es je nach Region unterschiedlich viel Sonneneinstrahlung gibt.

Die Forscher schätzen, dass es 40 Länder gibt, die ihren gesamten derzeitigen Energiebedarf vollständig durch schwimmende Solarenergie decken könnten, obwohl auch hier die Speicherung ein Problem darstellt. Weltweit wird nicht damit gerechnet, dass die installierte Kapazität von 5 Gigawatt vor 2027 überschritten wird.

Zur Studie

Die Studie wurde am 13. März 2023 im Fachmagazin Nature Sustainability unter dem Titel Energy production and water savings from floating solar photovoltaics on global reservoirs (engl. Energieerzeugung und Wassereinsparungen durch schwimmende Photovoltaikanlagen auf globalen Stauseen) veröffentlicht.