TEIL C

Sonderformen der photovoltaischen Nutzung

Schwimmende Solaranlagen (B)

Im Februar 2013 kündigt das Schweizer Energieunternehmen Viteos S.A. an, daß es zusammen mit der Technologiefirma Nolaris AG auf dem Neuenburgersee drei künstliche Solarinseln mit einem Durchmesser von 25 m schwimmen lassen möchte, die jeweils mit 100 Photovoltaik-Paneelen bestückt sind. Die Inseln sollen aber mehr den Forschungs- und Entwicklungszwecken dienen, als einer praktischen und kostengünstigen Energieerzeugung. Unter anderem sollen die korrosiven Auswirkungen von Wasser, Wind und Wellen auf die Anlage beobachtet werden.

Die Inseln bestehen aus unterteilten aufblasbaren Ringen, um die Kosten zu senken und die Installation und den Abbau zu erleichtern. Sie drehen sich über den Tag um 220°, um der Sonne zu folgen und so die Energieerzeugung zu maximieren.

Bei der Recherche zeigte sich, daß das Konzept dieser Solarenergie-Inseln auf das Jahr 2007 zurückgeht, als das Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnologie SA (CSEM) sein 25. Startup gründet: die o.e. Firma Nolaris, die sich neben der Solarenergie auch mit nachhaltiger Entwicklung beschäftigen will. Das CSEM und die wichtigsten Erfinder übertragen dem neuen Unternehmen alle in ihrem Besitz befindlichen geistigen und industriellen Eigentumsrechte im Zusammenhang mit den Solarinseln.

Dabei geht es in diesem Stadium um Solarinseln mit einem Durchmesser von 5 km und einer Höhe von 20 m, die mit solarthermischen Modulen versehen sind. Der Torus stellt den Dampfspeicher dar.

Das Emirat Ras Al-Khaimah in den VAE gibt im Mai seine Absicht bekannt, den ersten Prototyp einer solchen Solarinsel in dem Emirat zu realisieren. Für den diesen Bau zeichnet noch das CSEM selbst verantwortlich. In den Folgemonaten soll in den VAE zudem eine Tochtergesellschaft namens Nolaris-UAE gegründet werden, was sich jedoch nicht bestätigen läßt. Über den Bau des CSEM-Prototypen habe ich hingegen ausführlich im Kapitelteil Sonnenfarm (Parabolrinnen-Kollektoren) berichtet (s.d.).

Was das aktuelle Projekt betrifft, so sollen die Inseln zwischen Mai und August im Hafen von Neuenburg liegen, bevor sie Anfang 2014 an ihren endgültigen Standort in einem Teil des Sees, der für Boote gesperrt ist, geschleppt und dort verankert werden. Laut dem Unternehmen will man sie hier 25 Jahre lang testen. Die Angelegenheit verzögert sich allerdings, weil etwa 35 Berufsfischer sowie Vereinigungen von Schleppfischern und Neuenburger Seglern Beschwerde gegen das Projekt führen, die im Dezember aber abgelehnt wird. Trotzdem läßt sich nichts über eine spätere Realisierung finden finden.

Die Nolaris AG geht jedenfalls 2015 in Liquidation, und die Viteos S.A. scheint sich auch nicht mehr mit dem Thema zu befassen.

Die Phoenix Solar Pte Ltd., eine in Singapur ansässige und 2006 gegründete Tochtergesellschaft der deutschen Phoenix Solar AG, schließt im Juni 2013 eine schwimmende 5 kW Photovoltaik-Anlage ans Netz, die mit Unterstützung des Nationalen Park- und Gartenrates in den Wassergärten des Bishan Parks in Singapur installiert worden ist.

Zum Einsatz kommen Module von REC Solar, die im Winkel von 10° auf verbundenen, UV-resistenten Schwimmelementen montiert sind. Die Laufzeit des Projekts beträgt 12 Monate, und die Pilotanlage dient primär zur Erforschung der ökologischen Vereinbarkeit des Einsatzes von Photovoltaik-Anlagen in Süßwassergebieten. Weiterführenden Informationen lassen sich nicht finden.

Im August 2013 wird berichtet, daß in Indien ein Team unter der Leitung von Santipada Gon Choudhury, dem stellvertretenden Vorsitzenden des Calcutta Institute of Technology, ein schwimmfähiges Solarkraftwerk entwickelt, das 100 m² groß sein wird und 10 kW Strom erzeugen soll. Bei dem System werden die Solarmodule an einer Plattform befestigt, die mit Plastik- oder Blechtrommeln ausgestattet ist, um ihr das Schwimmen zu ermöglichen. Das Entwicklungsprojekt wird vom indischen Ministerium für Neue und Erneuerbare Energien (MNRE) finanziert.

Genau ein Jahr später wird gemeldet, daß das „erste schwimmende Solarkraftwerk Indiens“ nun im November in Kalkutta (neu: Kolkata o. Kolkota) auf einem Teich neben dem Ökopark in Rajarhat entstehen soll. Finanziert wird das Projekt über das Renewable Energy College (REC; auch Arka Renewable Energy College) das von Choudhury geleitet wird. Dieser trägt den Spitznamen ‚Indiens Solarmann‘, seit es in den frühen 1980er Jahren mit Hilfe von Regierungsgeldern begann, Menschen in verarmten, abgelegenen Gemeinden mit Energie von Solarpaneelen zu versorgen.

Tatsächlich läßt sich hier eine netzverbundene 10 kW Anlage nachweisen, die aus 40 Paneelen besteht und für die Beleuchtung des umliegenden Parks und der Straßenbeleuchtung in den angrenzenden Gebieten sorgt. Sie wird allerdings erst im Januar 2015 installiert, gemeinsam mit dem Modulehersteller, Planungs- und Ausführungsunternehmen Vikram Solar, das die Installation und den Betrieb der Solarinsel übernimmt.

Dieses Projekt entwickelt sich im Laufe der Zeit zu einem nationalen Programm, das inzwischen mehr als 1.700 MW Solarstrom aus schwimmenden Paneelen in verschiedenen Küstenstaaten des Landes erzeugt (Stand: 2021).

Mitte Mai 2016 stellt das REC seine PV-Technologie – die nun ebenfalls auf den Hydrelio-Modulen basiert – zum ersten Mal in Indonesien vor. Das gemeinsam mit der PT Kas Green Energy, einem lokalen unabhängigen Stromerzeuger, entwicklte 5 kW Pilotprojekt im staatlichen Museum für Elektrizität und erneuerbare Energien (Museum Listrik dan Energi Baru, MLEB) in Jakarta besteht aus 20 Modulen, die auf dem künstlichen See des MLEB schwimmen. Es wird jährlich 6,7 MWh Energie erzeugen.

Die Vikram Solar hat erst Jahre später wieder etwas mit der FPV-Technologie zu tun, als sie im Februar 2019 von der Firma Hindustan Zinc Ltd. den Projektauftrag für eine schwimmende 1 MW Solaranlage erhält, die am Ghosunda-Damm in der Nähe von Chittorgarh, Rajasthan, errichtet werden soll. Das Solarkraftwerk soll bereits im Juli in Betrieb gehen und einen Energieertrag von knapp 2.000 MWh/Jahr haben. Leider läßt sich auch in diesem Fall keine Bestätigung einer Realisierung finden.

Ebenfalls im August 2013 legt ein Geologen-Team der Technischen Universität Darmstadt um Prof. Andreas Hoppe dem hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie einen Vorschlag vor, um im Ballungsraum Rhein-Main-Neckar mit Hilfe von Kollektoren auf der Wasserfläche von Baggerseen. Das Team geht allein im nördlichen Teil der Oberrheinebene zwischen Mannheim und Frankfurt von einer theoretischen Wasserfläche von etwa 45 Mio. m² aus, was Energie für mehr als 1,3 Mio. Menschen bedeuten könnte.

Im Mai 2014 beschließt der Public Utilities Board (PUB), die nationale Wasserbehörde von Singapur, in Ermangelung großer Landflächen die Wasserreserven des Landes zu nutzen, um die Ressourcen der Solarenergie zu erschließen. Weshalb auch der Tengeh-Stausee wieder ins Gespräch kommt, auf dem schon Ende 2011 eine FPV-Anlage geplant war (s.o.). Nun wird das damals bereits genehmigte Projekt aus der Schublade geholt und eine Ausschreibung vergeben – worauf die Arbeiten Mitte dieses Monats beginnen sollen.

Das Projekt wird zusätzlich zu einem Solarstromprojekt auf dem Dach des Wasserwerks Choa Chu Kang durchgeführt. Gemeinsam sollen diese Anlagen im ersten Quartal nächsten Jahres in Betrieb genommen werden und den Strombedarf von 1.000 Haushalten in der Umgebung sowie einen Teil des Strombedarfs des Wasserwerks für die Wasseraufbereitung decken. Außerdem plant die PUB, den Einsatz von Solarpaneelen in den nächsten zwei bis drei Jahren auch auf andere Wasserwerke auszuweiten.

Doch auch bei diesem erneuten Ansatz gibt es Verzögerungen, und erst im Oktober 2016 wird auf einen Hektar des Stausees das weltweit größte FPV-Testfeld mit einer installierten Gesamtleistung von 1 MW in Betrieb genommen. Der 11 Mio. $ teure Prüfstand wird vom SERIS konzipiert, umgesetzt und betrieben. Er ermöglicht es, die Leistung von zehn verschiedenen 100 kW FPV-Anlagen untereinander und mit einer 20 kW Referenz-Aufdachanlage zu vergleichen, die auf einem Wechselrichterraum am Ufer des Tengeh-Stausees montiert ist.

Die zehn Teilanlagen, die über sechs Monate evaluiert werden, verwenden unterschiedliche Arten von PV-Modulen, Wechselrichtern und Schwimmstrukturen. Eines der Systeme verfügt z.B. über eine aktive Kühlung, bei der Wasser auf die Solarmodule gesprüht wird. Möglicherweise handelt es sich um das 2007 am AIST in Japan entwickelt System (s.o.). Am Ende werden dann zwei Kandidaten für die zweite Runde des Testprogramms ausgewählt, die ab 2017  im Maßstab von 1 MW (andere Quellen: 2 MW) getestet werden.

Auf diese Weise soll das effizienteste System gefunden werden, um zukünftig alle siebzehn Wasserreservoire der Stadt mit Solarpaneelen zu bestücken.

Um neben der Produktion der Testanlagen auch die Umweltauswirkungen auf den Stausee, auf die Wasserqualität und die biologische Vielfalt zu untersuchen, verfolgt ein umfassendes Überwachungssystem mehr als 500 Parameter in Echtzeit, von elektrischen bis hin zu meteorologischen und modulbezogenen Faktoren. Trägheitssensoren verfolgen zudem die Bewegungen der schwimmenden Strukturen in sechs Freiheitsgraden.

Im November 2016 nehmen auch die o.e. Phoenix Solar und der schwedisch-schweizerische Technologieführer ABB an den SERIS-Tests teil. Bei dieser Gelegenheit kündigen sie an, im Westen Singapurs gemeinsam an einem 1 MW FPV-Projekt arbeiten zu wollen. Ebenso gehört die o.e. BBR Greentech zu den Unternehmen, deren FPV-Technologie auf dem Testfeld untersucht wird.

Die PUB veröffentlicht im September 2017 Ausschreibungen für Ingenieur- und Umweltstudien eines potentiellen 50 MW (andere Quellen: 60 MW) FPV-Systems auf dem Tengeh-Stausee sowie eines weiteren 6,7 MW FPV-System auf dem oberen Peirce-Stausee. Und im Dezember unterzeichneten die Firmen Linyang Energy und Sunseap eine Absichtserklärung zur Zusammenarbeit bei verschiedenen Projekten in Singapur im Bereich der Erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz, einschließlich von FPV.

Anfang Juli 2018 kündigt die Behörde Housing & Development Board (HDB) an, daß sie eine Forschungskooperation mit der Landschaftsbaufirma ISO Landscape eingehen wird, um ein schwimmenden Solarsystems für küstennahe Meeresgebiete zu entwickeln und zu untersuchen, wie es den harten Umweltbedingungen im Meer, wie z.B. stärkerem Wind und Wellengang, den stärkeren Strömungen und der Korrosivität des Salzwassers besser standhalten kann. Die HDB hat schon während der letzten zehn Jahre eine Vorreiterrolle bei Solarinitiativen gespielt und die Verbreitung der Solarenergie in Singapur beschleunigt.

Das schwimmende modulare System des HDB, das gemeinsam mit der National University of Singapore entwickelt und erstmals 2011 hydrodynamischen Tests in einem Wellentank unterzogen  wurde, ist im Mai diesen Jahres in Form von etwa 50 Einheiten auf dem FPV-Testfeld des Tengeh-Reservoirs installiert worden.

Außerdem wird im Oktober 2018 vom PUB eine Anfrage herausgegeben, um die Machbarkeit eines kommerziellen 100 MW FPV-Projekts am Kranji-Reservoir zu untersuchen und Umweltstudien darüber anzufertigen.

Und im November gibt die Sunseap bekannt, daß sie mit Unterstützung des Economic Development Board (EDB) ein küstennahes FPV-System mit einer Leistung von 5 MW entwickeln wird, das nördlich des Woodlands Waterfront Parks auf dem Meer in der Straße von Johor installiert und nach seiner Fertigstellung jährlich 6.388 MWh erneuerbare Energie erzeugen soll. Auch die Sunseap hat ihre Technologie schon auf dem FPV-Testfeld untersuchen lassen.

Das 5 ha große OFPV-Pilotprojekt in Woodlands, das erste derartige Projekt des Unternehmens, soll Anfang nächsten Jahres kommerziell in Betrieb genommen werden. Es ist mit mehr als 30.000 Schwimmern und 13.312 PV-Modulen ausgestattet, die jährlich gut 6.022 MWh sauberen Strom erzeugen sollen. Die Module sind zudem nur wenig aufgeständert und liegen fast parallel zur Wasseroberfläche, wodurch sie auch bei stärkerem Wind kaum Angriffsfläche bieten.

Das OFPV besitzt ferner ein robustes Verankerungssystem mit konstanter Spannung, das wechselnden Wetterbedingungen standhalten kann, ein neu entwickeltes Unterwasserkabelsystem, das die Plattform mit dem Land verbindet, sowie einen Wellenschutz, der rund um die gesamte Anlage verläuft.

Letztlich beginnen die Bauarbeiten aber erst im September 2020 und werden – nach einigen Verzögerungen aufgrund der sogenannten Corona-Einschränkungen – Ende März 2021 erfolgreich beendet. Die offizielle Eröffnung ist dann im August.

Schon im April 2019 gibt der PUB eine Bauausschreibung für FPV-Anlagen in den Stauseen Bedok und Lower Seletar mit jeweils 1,5 MW heraus. Sie wird Ende Oktober an das lokale Ingenieurbüro BBR Greentech Pte Ltd. vergeben, damit die zwei kleinen FPV-Anlagen bis Mitte 2020 installiert werden und mit ihrem Strom das Wasserwerk Bedok und die Rohwasserpumpstationen der beiden Stauseen versorgen können. Zusammen mit einer bestehenden 0,5 MW-Aufdach-Solaranlage auf dem Wasserwerk Bedok werden die schwimmenden Solarsysteme genug Strom erzeugen, um 30 % des gesamten Energiebedarfs der Anlage zu decken.

Es geht dann aber doch nicht so schnell wie erhofft, und erst Ende Juli 2021 ist zu hören, daß sich die beiden schwimmenden Solarparks nun tatsächlich im Bau befinden. Die Arbeiten sollen noch im Laufe des Jahres abgeschlossen werden.

Im Juni 2019 geht es auch am Tengeh-Stausee weiter, als die PUB ihre ernsthafte Entscheidung bekanntgibt, die erwähnte 50 MW Anlage bis 2021 zu installieren. Das Ministerium für Umwelt und Wasserressourcen veröffentlicht daraufhin eine Ausschreibung, um Unternehmen aus dem Privatsektor einzuladen, das System zu planen, zu bauen, zu besitzen und 25 Jahre lang zu betreiben. Diese Ausschreibung wird im Februar 2020 von der Firma Sembcorp Floating Solar Singapore gewonnen und die Bauarbeiten beginnen im August.

Der Tengeh-Stausee wird uns weiter unten nochmals begegnen, wenn das Projekt offiziell eröffnet wird.

Zurück zur Chronologie und nach Indien, wo die National Hydro Power Corp. (NHPC Limited) im Juli 2014 an einem 50 MW FPV-Projekt arbeitet, das auf Stauseen und Seen im südlichen Bundesstaat Kerala errichtet werden soll. Das schätzungsweise 64 – 72 Mio. $ teure Projekt, dessen Finanzierung vom Ministerium für Neue und Erneuerbare Energien (MNRE) bereitgestellt wird, wird mit technischer Unterstützung des Renewable Energy College (REC) entwickelt. Der erste Pilotbetrieb soll bereits im Oktober starten und die Anlage auf einer 1,27 Mio. m² großen schwimmenden Plattform wird bei ihrer Fertigstellung das größte schwimmende Süßwasser-Solarkraftwerk der Welt sein.

Darüber hinaus wird im Januar 2015 darüber berichtet, daß in Rajarhat bei Kalkutta ein schwimmendes, konzentrierendes solarthermisches Kraftwerk eingeweiht wird, das eine Kapazität von 10 kW hat. Auch dieses Pilotprojekt wird vom Renewable Energy College konzipiert und vom zuständigen Ministerium gefördert. Errichtet wird die Anlage in einem von der New Town Kolkata Development Authority (NKDA) zur Verfügung gestellten Gewässer.

Im Juni 2016 gibt die NHPC Pläne zur Errichtung eines schwimmenden 600 MW Solarprojekts auf dem Stausee des größten in Betrieb befindlichen Wasserkraftwerks bekannt, des 1.960 MW starken Kraftwerks Koyna im westlichen Bundesstaat Maharashtra, der über eine hohe Sonneneinstrahlung verfügt. Die Kosten pro MW werden sich voraussichtlich auf etwa 1,35 – 1,50 Mio. $ belaufen, im Vergleich zu den Installationskosten von 0,8 Mio. $ für Solarenergieprojekte auf dem Land.

Ähnliche schwimmende Solarprojekte sollen aber auch in anderen Bundesstaaten entstehen, wie Kerala, Andhra Pradesh, Tamil Nadu und Uttar Pradesh. So plant die NHPC bereits ein 72 MW Projekt in Kerala, während in Maharashtra und Uttar Pradesh jeweils ein 50 MW Projekt geplant ist. Einer Schätzung zufolge würde die Gesamtkapazität rund 300 GW betragen, wenn 10 – 15 % der indischen Wasserflächen für die Errichtung von Solarstromprojekten genutzt würden.

Im August stimmt auch das MNRE der jüngsten Initiative zu und beauftragt das NB Institute of Rural Technology (NBIRT) und das dem Ministerium unterstehende National Institute of Solar Energy, eine Studie zur Ermittlung von Gewässern durchzuführen, die für die Errichtung solcher Kraftwerke in Frage kommen. Außerdem bietet die deutsche Entwicklungsagentur KfW dem Ministerium Hilfe für die Errichtung von zwei schwimmenden Solarstromprojekten in Maharashtra und Kerala an.

Der nächste Schritt erfolgt im Februar 2017, als die Regierung des Bundesstaates Andhra Pradesh die Errichtung eines FPV-Projekts mit einer Leistung von 100 MW erwägt, das am Penna Ahobilam Balancing Reservoir entstehen könnte, dessen Staudamm über eine installierte Leistung von 20 MW verfügt. Im Oktober folgt die Meldung, daß in Andhra Pradesh und Kerala nun zwei schwimmende PV-Projekte mit einer Leistung von jeweils 10 MW errichtet werden sollen. Die Planung für beide Projekte führt wiederum das Renewable Energy College von Chaudhury durch.

Jedes dieser beiden Projekte wird voraussichtlich eine Investition von 10,7 Mio. $ nach sich ziehen, die von der Weltbank finanziert werden sollen, während die Durchführung entweder der jeweiligen Landesregierung oder der Solar Energy Corp. of India (SECI) obliegt, die dem MNRE unterstellt ist.

Darüber hinaus wird im März in Kerala eine 100 kW Anlage in Betrieb genommen, die zu diesem Zeitpunkt das größte schwimmende Solarkraftwerk Indiens darstellt. Die schwimmende Plattform wurde von der NTPC Energy Technology Research Alliance (NETRA), der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Indiens größtem Stromerzeuger NTPC Ltd., in Zusammenarbeit mit dem Central Institute of Plastic Engineering & Technology (CIPET) entwickelt und zum Patent angemeldet.

Installiert wird das System von der Swelect Energy Systems Ltd. aus Chennai, mit Unterstützung der NETRA und der NTPC, in einer Zeitspanne von nur 22 Tagen. Aufgrund der vielen Gewässer in Indien ist das Installationspotential für diese Art von Systemen riesig. Alleine nur bei den verschiedenen Reservoirs in bestehenden Anlagen der NTPC liegt es bei ca. 800 MW.

Im Dezember 2017 fordert die SECI die potentiellen Projektentwickler auf, mitzuteilen, wie viel Kapazität sie in der Kategorie der FPV-Kraftwerke zu entwickeln bereit sind und welche Erfahrungen sie bereits mit der Errichtung von Solarstromprojekten, einschließlich schwimmender Projekte, gemacht haben. Dies ist die erste konzertierte Aktion der Regierung für ein spezielles Programm zur Errichtung FPV-Projekten.

Schon davor soll das MNRE ein Pilotprogramm gestartet haben, bei dem die Entwickler Aufträge für kleine schwimmende Projekte mit einer kumulativen Kapazität von 50 MW im ganzen Land erhalten haben. Dies ließ sich bislang aber nicht verifizieren.

Im Mai 2018 wird die Entwicklung des ersten großen schwimmenden 50 MW Solarkraftwerks in Indien ausgeschrieben. Den Zuschlag erhält die Shapoorji Pallonji Group (Shapoorji Pallonji & Co. Pvt Ltd.), ein diversifiziertes Unternehmen, das sich als aufstrebender Solar-PV-Entwickler auf dem indischen Markt etablieren will. Das zu diesem Zeitpunkt größte FPV-Kraftwerk ist eine 2 MW Anlage in Vishakhapatnam. Eine weitere Anlage mit 500 kW ist durch die staatliche Elektrizitätsbehörde von Kerala am Banasura Sagar-Damm gebaut worden.

Das alles hindert aber nicht daran, weiterhin große Pläne zu haben. So legt die Regierung von Maharashtra das Konzept für den Bau einer schwimmenden Solaranlage mit einer Kapazität von 1 GW auf dem Ujjani-Damm im Bezirk Solapur vor, und eine 150 MW Anlage ist am Rihand-Damm in Uttar Pradesh in Planung.

Im April 2019 legt die Firma Greenam Energy, eine Tochtergesellschaft der in Singapur ansässigen AM International Holdings, den Grundstein für ihr erstes schwimmendes Solarkraftwerk in der Hafenstadt Tuticorin im südindischen Bundesstaat Tamil Nadu.

Die Anlage mit einer Leistung von 24 MW soll auf dem Gelände einer Fabrik der Southern Petrochemical Industries Corp. Ltd. (SPIC) in Tuticorin errichtet werden. Mit dem Bau des Solarkraftwerks wird die Firma EDACE Engineering beauftragt, ebenfalls ein Unternehmen der SPIC-Gruppe.

Im August schreibt die NTPC Ltd. ein 20 MW FPV-Projekt auf dem Reservoir des Auraiya Gaskraftwerks in Dibiyapur, Uttar Pradesh, aus.

In Japan plant derweil der Konzern Kyocera die Errichtung von schwimmenden Solarkraftwerken auf zwei Binnenseen. Dabei wird sich das Unternehmen der Hydrelio-Technologie der o.e. französischen Firma Ciel & Terre bedienen und mit der Century Tokyo Leasing zusammenarbeiten. Laut einer Ankündigung im September 2014 werden die beiden Anlagen dem Nishihira-Teich und dem Higashihira-Teich in Kato City, Präfektur Hyogo, aus 11.256 Photovoltaikmodulen bestehen und zusammen etwa 2,9 MW Strom erzeugen.

Als das 1,7 MW Kraftwerk auf dem Nishihira-Teich im März 2015 in Betrieb genommen wird, ist es laut Kyocera die größte FPV-Anlage der Welt. Gemeinsam mit der 1,2 MW Anlage auf dem Higashihira-Teich sollen jährlich schätzungsweise 3.300 MWh erzeugt werden. Angesichts der geographischen Gegebenheiten Japans wurden die schwimmenden Plattformen so konzipiert, daß sie den Bedingungen eines Taifuns standhalten können. Auf dem Foto sind auch gut die armdicken Stromkabel zu sehen, die von den Paneelen zu den Wechselrichtern an Land führen.

Die Firmen Kyocera und der Finanzier Century Tokyo Leasing Corp. hatten bereits im August 2012 ein Joint Venture gegründet, um die Vorteile des kurz darauf eingeführten japanischen Einspeisetarifsystems zu nutzen. Seitdem hat die Kyocera TCL Solar LLC schon 28 konventionelle Solarkraftwerke gebaut, von denen elf Anlagen bereits in Betrieb sind. Nun plant das neue Joint Venture, bis zum ersten Quartal 2015 schwimmende Solarplattformen für rund 30 Stauseen im Land mit einer Gesamtleistung von etwa 60 MW zu entwickeln.

Ende Oktober 2012 gibt die Kyocera TCL Solar die Fertigstellung eines Solarkraftwerks mit einer Kapazität von 8,5 MW bekannt, das sich in Japans größtem See, dem Biwa-See, befindet – jedoch nicht schwimmend, sondern fest auf einer aufgeschütteten Insel. Es wird hier nur erwähnt um Mißverständnisse zu vermeiden.

Die Firma kündigt im Dezember 2014 an, daß sie als nächstes ein schwimmendes 13,4 MW FPV-Kraftwerk auf dem Yamakura-Stausee in der Nähe von Tokio entwickeln wird. Das aus 50.904 Modulen bestehende Projekt auf einer Wasserfläche von 180.000 m² soll jährlich 15.635 MWh Strom erzeugen. Auch in diesem Fall werden die Solatpaneele auf Hydrelio-Plattformen installiert. Die Anlage soll im März 2016 in Betrieb gehen – was sich dann aber stark verzögert.

Im Mai (o. Juni)  2015 wird zudem ein 2,3 MW FPV-Kraftwerk auf dem Stausee der Stadt Kasai, Präfektur Hyogo, in Betrieb genommen. Es ist die bereits dritte Anlage von Kyocera in Japan. Die 9.072 wasserdichten Solarmodule werden jährlich etwa 2.680 MWh Strom produzieren. Die weitere Entwicklung wird der Chronologie entsprechend weiter unten behandelt.

In Japan sind aber auch noch andere Akteure am Start. So gibt die Regierung von Kawajima-machi, Präfektur Saitama, im November 2014 bekannt, daß sie einen Projektentwickler für die Entwicklung eines 7,5 MW FPV-Kraftwerks ausgewählt hat, das auf der Oberfläche der landwirtschaftlichen Umenokifurukori-Stausees errichtet werden soll. Bei dem Projektentwickler handelt es sich um die Firma Kawajima Taiyo To Shizen No Megumi Solar Park, eine von der in Tokio ansässigen Smart Energy gegründete Zweckgesellschaft, die Dienstleistungen wie Finanzberatung und strategische Investitionen anbietet.

Mit der Installation der 27.456 Solarpaneele von Yingli Solar wird voraussichtlich Mitte Januar 2015 begonnen, und die Stromerzeugung ist für den Oktober geplant. Es wird erwartet, daß die Anlage über 8,3 Mio. kWh pro Jahr produziert, für die mit der Tokyo Electric Power Company Inc. (TEPCO) bereits Stromabnahmeverträge mit einer Laufzeit von 20 Jahren unterzeichnet wurden.

Die im Oktober 2008 gegründete Reservoir Solar Co. (o. Environment-resources Development Consultants Co. Ltd.) in Osaka ist ein weiterer lokaler Akteur in Japan, der eine eigenständige FPV-Technologie entwickelt hat. Das Unternehmen liefert auch Biomasse-Kraftwerke, Anlagen zur Wiederverwertung von Ressourcen und Abfallbehandlungsanlagen.

Ihre ersten beiden schwimmenden Solaranlagen errichtet die Firma im Jahr 2014 in Hyogo: die Yanagiike Solar Plant mit 40 kW und die Inogayaike Solar Plant mit 48 kW. Später entstehen viele weitere FPV-Kraftwerke bis im Megawattbereich, und die Reservoir Solar Company ist auch weiterhin aktiv.

Ebenfalls im Jahr 2014, nach mehr als vier Jahren Forschung in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Wien und dem Fraunhofer-Institut in Deutschland, installiert die österreichische Firma Swimsol GmbH mit Sitz in Wien ihre erste FPV-Testanlage in den Gewässern der Malediven, die als „weltweit erste schwimmende Solarlösung für das Meer“ auf den Markt gebracht werden soll.

Das SolarSea genannte Kernprodukt besteht aus einzelnen schwimmenden Plattformen von 196 m² Größe, die zu einem beliebig großen Array zusammengestellt werden können. Jede Plattform ist mit 25 kW Solarmodulen in Meeresqualität ausgestattet.

Die kommerzielle Umsetzung der patentierten Technologie für schwimmende Solarplattformen erfolgt aber erst im Jahr 2019, als Anlagen mit einer Kapazität von etwas über 1 MW in Betrieb genommen werden. Erreicht wird dies über eine erfolgreiche Kampagne auf der Crowdinvesting-Plattform Green Rocket, die ihr Finanzierungsziel um 1.023 % übertrifft, gefolgt von einer weiteren Kampagne auf der Plattform Econeers, mit der drei Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von über 1,4 MW finanziert werden können, als 552 Investoren in nur knapp 2,5 Stunden 800.000 € Kapital beisteuern.

Gut 1 MW werden davon auf den Dächern von drei Inselresorts installiert, während 425 kW auf den SolarSea-Plattformen in den Lagunen von zwei der Hotelinseln installiert werden. Das gesamte Investitionsvolumen der drei Projekte beläuft sich auf 1,9 Mio. €. Die drei Systeme sollen pro Jahr ca. 2 GWh Strom produzieren und dadurch über 500.000 Liter Diesel einsparen, die bisher zur Stromerzeugung genutzt wurden.

Aktuell verkauft das Unternehmen seine FPV-Konstruktionen nicht, sondern lediglich den dadurch produzierten Solarstrom. Dieser wird auf den Inseln stark nachgefragt, da er deutlich günstiger als der sonst genutzte Diesel ist, und das, obwohl keine staatlichen Subventionen zum Einsatz kommen. Eigentümer der Solarsysteme ist die Projektgesellschaft Swimsol Solar Island 2 GmbH.

Im Jahr 2018 sollten weitere 3 MW hinzukommen, wofür sich bislang aber keine Belege finden lassen.

Unter der Führerschaft Asiens geht die Verbreitung der Floating Phtovoltaics im Jahr 2015 rasant weiter. In China beispielsweise gibt es mehrere Kleinprojekte, wie eine 80 kW Anlage in Bailing, Anhui, oder eine 200 kW Anlage in Zaoyang, Hubei, sowie Demonstrationsanlagen, wie eine 8 MW Solaranlage im Kreis Linxi, Hebei, oder eine mit 8,5 MW in Sanshan, Anhui.

In Japan lassen sich in diesem Jahr fünf neue Anlagen mit Leistungen zwischen einem halben und siebeneinhalb Megawatt auflisten, zumeist stammen sie von Ciel & Terre; in Malaysia geht die Anlage in Sungai Labu ans Netz; und in Indien geht in Rajarhat das erste schwimmende solarthermische Kraftwerk in Betrieb (s.o.); und in Anseong in Südkorea beginnen die Sunflower-Module von Solkiss Sonnenstrom zu ernten, ebenso wie eine FPV-Anlage am Ochang Damm. In diesem Land geht zudem noch eine 3 MW FPV-Anlage in Sangju City in Betrieb. Über einige diese Projekte habe ich weiter oben schon berichtet.

Das Wesentliche ist jedoch, daß sich die FPV-Technologie nun auch international stärker verbreitet, auch wenn die Anlagengrößen noch bescheiden sind. Zum einen ist die Firma Ciel & Terre in Großbritannien äußerst aktiv, wo in diesem Jahr fünf neue Anlagen mit Leistungen zwischen 50 kW und 471 kW entstehen. Außerdem installiert das Unternehmen seine erste Anlage in Schweden (Bör, 13 kW). Die Firma NRG Island wiederum startet in Italien mit zwei kleinen FPV-Anlagen in Salerno (Eboli, 20 kW; Corno d’Oro, 40 kW), und das Ingenieurbüro Isigenere nimmt eine 30 kW Anlage in Spanien in Betrieb (s.u.).

Das von Troy Helming im Jahr 2009 gegründete und in San Francisco ansässige US-Unternehmen Pristine Sun LLC erhält im Februar 2015 von der Sonoma Clean Power (SCP) den Zuschlag für den Bau eines schwimmenden 12,5 MW (andere Quellen: 15 MW) Solarprojekts in Sonoma County, das den Plänen zufolge zuerst im Herbst des Folgejahres, und dann Ende 2017 in Betrieb genommen werden soll. Die Pristine Sun ist ein unabhängiger Stromerzeuger, EPC-Dienstleister und Entwickler von kleinen PV-Kraftwerken für Versorgungsunternehmen – hat zuvor aber noch nie ein schwimmendes Solarsystem gebaut.

Das neue Projekt ist auf sechs künstliche Teiche der Sonoma County Water Agency (SCWA) verteilt, die für die Speicherung von Abwasser genutzt werden – und die nun für rund 30.000 $ pro Jahr von der Pristine Sun gepachtet werden. Zwei der Teiche befinden sich im Nordwesten von Santa Rosa und vier im Sonoma Valley. Darüber hinaus hat die Wasseragentur mehrere weitere Teiche in der Region identifiziert, die sich größtenteils auf Weingütern befinden und auf denen weitere kleine Solarprojekte entwickelt werden könnten.

Allein in Sonoma County gibt es 1.400 Speicherteiche für die Bewässerung, und in ganz Kalifornien noch viel mehr. Einer sehr konservativen Schätzung von Helming zufolge könnten schwimmende Solaranlagen in Kalifornien bis zu 20 GW Strom liefern.

Im November 2015 geben das US-Energieministerium (DOE) und das israelische Ministerium für nationale Infrastruktur, Energie und Wasserressourcen (MIEW) die Auswahl von sechs Projekten bekannt, die im Rahmen des diesjährigen BIRD-Energieprogramms (Binational Industrial Research and Development) mit 5,1 Mio. $ gefördert werden. Davon werden 1,8 Mio. $ für die Entwicklung von zwei kostengünstigen schwimmenden Solarsystemen bereitgestellt.

Die Zuschüsse in Höhe von jeweils 900.000 $ gehen zu gleichen Teilen an die kooperierenden Unternehmen Pristine Sun und die o.e. Solaris Synergy – sowie an die US-Firma Global Solar Energy Inc. und die Haogenplast Ltd. aus Israel (s.u.).

Nach einigen Untersuchungen und Tests wird von September 2016 bis März 2017 in Oceanview bei Santa Rosa auf dem Klärteich der SCWA eine 10 kW Pilotanlage in Betrieb genommen. Diese hat einer Größe von 12 x 12 m und trägt auf 30 Polyethylen-Schwimmkörpern eine Aluminium-Stützstruktur mit 40 PV-Paneelen. Obwohl sich diese Periode als der nasseste Winter herausstellt, der dort jemals verzeichnet wurde, überlebt die Pilotanlage ohne zu sinken, zu kentern, zu knicken oder zu taumeln. Nun soll bis Ende dieses Jahres am gleichen Standort eine permanente 1 MW Anlage in Betrieb gehen.

Als Entwickler der Pilotanlage wird die Firma Cratus Energy in San Francisco genannt, was seltsam ist, da diese offiziell erst 2018 gegründet wurde. Die Sache erklärt sich bei einem Blick auf den Werdegang von Helming, der die FPV-Projekte von Pristine Sun Ende 2015 an die chinesische Firma Sky Solar Holdings Ltd. und anschließend an die ebenfalls in San Francisco beheimatete Industry Capital verkauft hat, einem führenden Entwickler von dezentralen Solar- und Solar+Speicher-Projekten, dem auch die Cratus Energy gehört.

Im Jahr 2017 veräußert Helming dann den größten Teil der Pristine Sun für eine 8-stellige Summe an verschiedene Käufer – und geht dafür eine Partnerschaft mit der Industry Capital ein, womit er auch zu einem Minderheitseigentümer der Cratus Energy wird. Diese beginnt nun, erhebliches Kapital in die Entwicklung von schwimmenden Solarprojekten in Sonoma County und San Diego County zu investieren, neben zusätzlichen Projekten in Wisconsin, North Carolina, South Carolina und anderen Gebieten. Außerdem meldet Helming zusammen mit dem Ingenieur Kenny Forrest in diesem Jahr elf Patente zur schwimmenden Solartechnik an.

Das neu geplante FPV-Projekt in Oceanview soll genug Strom erzeugen, um 4 % des Strombedarfs der SCWA zu decken. Interessant ist auch der Hinweis, daß die Paneele auf Kunststoffschwimmern montiert werden, die von der Baggerindustrie ausgeliehen wurden. Und daß die schwimmenden Paneele mit einem Sprinklersystem ausgestattet sind, um sie jeden Tag mit Wasser aus dem darunter liegenden Reservoir zu reinigen. Bei landbasierten Freiflächensolaranlagen, die meisten nur zwei- oder dreimal im Jahr gereinigt werden, kann der Staub und Schmutz, der sich auf den Modulen ansammelt, die Energieausbeute um 20 % oder mehr verringern.

Später sollen auch auf den fünf anderen Klärteichen in Oceanview schwimmende Solarprojekte realisiert werde. Wenn alle Paneele bis Ende 2018 in Betrieb sind, wird das Projekt voraussichtlich 13 MW leisten und 23.000 MWh Energie pro Jahr liefern. Im übrigen zahlt die SCWA nichts für diese Projekte, denn die Pristine Sun (bzw. die Cratus Energy) trägt alle Kosten für die Genehmigungen, die Ausrüstung und die Installation – und verdient dann ihr Geld mit dem Verkauf der erzeugten Energie.

Was die zuvor erwähnten Firmen Global Solar Energy Inc. aus Tucson, Arizona, und Haogenplast Ltd., ein Projekt des Kibbutz Haogen in Israel, anbelangt, die im November 2015 ebenfalls Zuschüsse vom DOE und  MIEW in Höhe von jeweils 900.000 $ bekommen, so ist die Global Solar Energy bislang für flexible und tragbare Solaranwendungen sowie für die gebäudeintegrierte Solartechnik bekannt und war bereits Mitte 2013 von dem in China ansässigen globalen Unternehmen für erneuerbare Energien Hanergy Holding Group Ltd. übernommen worden.

Die Haogenplast kann wiederum auf eine lange Tradition in der Herstellung von Vinyl- und Acrylfolien zurückblicken und nennt die Wasserabdichtung als einen ihrer Schwerpunkte. Einem Bericht vom April 2015 zufolge hat die Haogenplast gemeinsam mit Ingenieure des ContiTech-Geschäftsbereichs Benecke-Kaliko Vinylfolien mit Solarzellen entwickelt, die das Wasser schützen und Energie erzeugen.

Ein speziell für heiße und niederschlagsarme Regionen gedachtes Pilotprojekt, das über einen Zeitraum von drei Jahren lief, bewies die Marktreife einer Kombination, bei der flexible Dünnschichtmodule auf eine geschäumte PVC-Folie laminiert werden. Die Dynactiv Power-Testanlage auf einer Wasserfläche von 1.200 m² erreicht eine Spitzenleistung von 8,5 kW. Auf dem Foto ist die Folie in einem leeren Reservoir ausgebreitet.

Die reißfesten Bahnen sind 25 m lang, 1,5 m breit und können problemlos Wind und Sand standhalten, weshalb dem System eine Lebensdauer von rund 20 Jahren vorausgesagt wird. Die Unternehmen gehen davon aus, daß pro 10.000 m² Verbundfolie rund 500 kW Strom erzeugt werden können. Zudem soll die Folie bis zu 40 % mehr Brauchwasser vom Verdunsten abhalten.

Die Dynactiv Power-Technologie erhält beim Inovyn Award 2016 einen Sonderpreis in der Kategorie Nachhaltigkeit als intelligente Lösung für die Wasser- und Energieversorgung. Es läßt sich jedoch nichts darüber finden, daß diese Entwicklung später weiterverfolgt wurde.

Der zweite kalifornische Wasserversorger, der sich für die FPV-Technologie interessiert, ist die San Diego County Water Authority (SDCWA), die erstmals im Jahr 2012 (andere Quellen: 2014) Angebote für ein schwimmendes Solarprojekt auf dem Reservoir des Pumpspeicherkraftwerks Lake Hodges im nördlichen Teil des County anforderte, damals jedoch keine brauchbaren Ergebnisse erhielt. Eine weitere Ausschreibung wird 2016 veröffentlicht, und der einzige Auftragnehmer, der darauf antwortet, ist die o.e. Firma Cratus Energy.

Der SDCWA-Verwaltungsrat genehmigt 2017 zwar die allgemeinen Bedingungen und Konditionen, doch die Schwierigkeit, mit der sowohl die Wasserbehörde als auch die Cratus Energy konfrontiert sind, besteht darin, daß sie kein installiertes schwimmendes System kennen, das als Vorlage für ein Design dienen könnte. Zudem besteht das Problem, ein sinnvolles Geschäftsmodell auszuarbeiten.

Trotzdem wird im Mai 2017 ein Vertrag über die Installation einer schwimmenden 6 MW Solaranlage auf dem großen Olivenhain-Wasserreservoir unterzeichnet, welches das Oberbecken des Lake Hodges-Pumpspeicherkraftwerks darstellt. Hier werden etwa 24.000 Solarpaneele rund 15 % der Oberfläche bedecken und jährlich etwa 144.000 MWh erzeugen.

Da aber noch viele Genehmigungen eingeholt werden müssen, gehen die Behörden davon aus, daß das FPV-Projekt erst in einem Jahr, wahrscheinlich sogar erst in zwei Jahren in Betrieb genommen werden kann. Vereinfacht wird die Installation dadurch, daß das Reservoir lediglich der Notversorgung der Region San Diego dient, so daß der Wasserstand nicht stark schwankt. Außerdem ist dort keine Freizeitgestaltung erlaubt.

Derweil sucht die Pristine Sun nach neuen Märkten. Ein potentielles Objekt für FPV-Installationen ist das Aquäduktnetz von Kalifornien, das dem staatlichen Department of Water Resources (DWR) gehört und riesige Wassermengen von Norden nach Süden exportiert. Es ist das größte derartige System der Welt und bietet eine Kanallänge von 6.350 km, die einen Großteil des landwirtschaftlichen Kernlandes des Bundesstaates bewässern – und die zumindest im San Joaquin Valley, das unermüdlich von der Sonne beschienen wird, auch gut mit Solarpaneelen bedeckt werden können.

Das DWR, ein großer Energieverbraucher, sieht sich außerdem mit der staatlichen Auflage konfrontiert, seine Treibhausgasemissionen bis 2050 auf 80 % des Niveaus von 1990 zu senken.

Fachleute schätzen, daß etwa 1 % – 2 % des Wassers, das die Kanäle transportieren, durch Verdunstung unter der heißen kalifornischen Sonne verloren gehen. Das DWR untersuchte daher bereits 2015 die Abdeckung von Teilen des Kanals mit Solarzellen, kam aber zu dem Schluß, daß dies nicht machbar sei, da häufige Sichtkontrollen des Kanals und der Wasseroberfläche selbst erforderlich sind.

Auch die Befestigung der Paneele an den Kanalufern wird als problematisch eingestuft. Es scheint jedoch, daß die DWR-Analyse die Möglichkeit schwimmender Solarpaneele überhaupt nicht in Betracht gezogen hat, die einen viel weniger intensiven Installationsprozeß erfordern und auch leichter vorübergehend versetzt werden können, um Inspektionen zu ermöglichen.

Eine Studie der University of California, Davis, aus dem selben Jahr ergibt zudem, daß sich die Abdeckung des Aquädukts mit schwimmenden Photovoltaik-Paneelen mehr als bezahlt machen würde, indem sie Strom an jene landwirtschaftlichen Wasserverbraucher liefert, die schon das aus dem Kanalsystem gepumpte Wasser beziehen. Außerdem könnte so die Wasserverdunstung beträchtlich verringert werden. Demnach würde die Montage von Solarzellen alleine auf einem ca. 130 km langen Kanalabschnitt, der die Bay Area versorgt, Wasserverluste im Wert von 1 Mio. $ pro Jahr vermeiden.

Eine weitere Studie, diesmal von der University of California, Santa Cruz, die im März 2021 veröffentlicht wird, kommt zu dem Ergebnis, daß die Abdeckung aller Kanäle mit Sonnenkollektoren jährlich mehr als 65 Milliarden Gallonen Wasser einsparen würde, genug, um 20.000 ha Ackerland zu bewässern oder den Wasserbedarf von mehr als 2 Mio. Menschen zu decken. Außerdem würden auf diese Weise etwa 13 GW an erneuerbaren Energiekapazitäten bereitgestellt werden.

Auch der bereits erwähnte Nebeneffekt der Verringerung des Bewuchses durch die Abschattung wird in der Studie rechnerisch dargestellt. Während die Bekämpfung dieser Unkräuter mit Herbiziden und mechanischen Geräten teuer ist, und Herbizide zudem die menschliche Gesundheit und die Umwelt gefährden, schätzen die Wissenschaftler, daß die Beschattung der großen, etwa 30 m breiten Kanäle in Kalifornien ca. 40.000 $ pro Meile einsparen würde. Im gesamten Bundesstaat könnten die Einsparungen bis zu 69 Mio. $ pro Jahr betragen.

Konkrete Schritte, um diese Erkenntnisse umzusetzen, wurden bislang nicht gemacht, und weder in der aktuellen Studie noch auf der Homepage der DWR gibt es irgendeinen Verweis auf schwimmende Solaranlagen. Auch auf der Homepage der Firma Pristine Sun sind inzwischen keinerlei Hinweise auf schwimmende Solaranlagen mehr zu finden. Und der ehemalige Partner, die israelische Firma Solaris Synergy, ist überhaupt nicht mehr existent.

Im März 2015 berichten die Fachblogs, daß sich der 2006 in Roseville gegründete Entwickler Solar Power Inc. (SPI), der von der chinesischen LDK Solar Co. unterstützt wird und seinen Hauptsitz später nach Shanghai verlegt, mit dem Startup-Unternehmen Aqua Clean Energy (ACE) zusammengeschlossen hat, um im Rahmen der im Juni gegründeten Holdinggesellschaft Aqua Clean Energy Fund LLC gemeinsam schwimmende Solarprojekte in den USA und Mexiko zu entwickeln.

Das Joint Venture will die Solarpaneele auf Plattformen in Stauseen, Steinbruchseen, Bewässerungskanälen sowie Klär- und Absetzteichen installieren. Die beiden Firmen haben bereits mehr als 50 MW an potentiellen Projekten identifiziert. Das Joint Venture wird allerdings schon im März 2016 gelöscht – und von dem Gemeinschaftsvorhaben ist nie wieder etwas zu hören.

In Australien wird im April 2015 das erste schwimmende Solarkraftwerk des Landes in Jamestown auf einem Reservoir der Kläranlage des Northern Areas Council – eine lokale Verwaltung im Bundesstaat South Australia – errichtet, wo die Anlage auf dem bearbeiteten Abwasser schwimmt. Die 2012 in Australien und Singapur gegründet Firma Infratech Industries Inc. mit Sitz in Sydney, die das FPV-Kraftwerk konstruiert hat, soll ähnliche bereits in Frankreich und Südkorea errichtet haben, die allerdings nur als Testanlagen gesehen werden.

Das neue und 9,5 Mio. $ (andere Quellen: 12 Mio. $ ) teure 4 MW Kraftwerk Holtville in Südaustralien soll hingegen als Vorzeigeprojekt für Exportzwecke genutzt werden. Betrieben wird es im Rahmen eines gemeinschaftsorientierten Geschäftsmodells, für das das Unternehmen einen 25-jährigen Stromverkaufsvertrag mit der Gemeinde unterzeichnet hat. Tatsächlich wird es in der ersten Phase aber nur auf 30 kW ausgebaut.

Die patentierte Technologie zur Nachführung, Kühlung und Konzentration nutzt Wasser, um dem Leistungsverlust durch überhitzte Solarmodule entgegenzuwirken und ein effizienteres System zu schaffen. Entwickelt wurde sie von einem Team aus 15 Ingenieuren und Akademikern der australischen Flinders University.

Ende 2015 wird berichtet, daß die Infratech Industries ihre schwimmende Solartechnologie an die Stadt Holtville, ein landwirtschaftliches Zentrum im Südosten Kaliforniens, verkauft hat. Das 1 MW System, das in der neuen Wasseraufbereitungsanlage der Stadt installiert wird, umfaßt 3.576 Solarmodule, die auf 276 Flößen schwimmen. Er soll bis Mitte 2016 vollständig installiert und betriebsbereit sein – und schätzungsweise 20 % mehr Strom erzeugen als eine vergleichbare fest installierte PV-Anlage an Land.

Allerdings läßt sich keine Bestätigung für eine tatsächliche Umsetzung finden – und auch von der Infratech Industries ist anschließend nichts mehr zu hören.

Ebenfalls im April 2015 wird gemeldet, daß das Energieministerium von Brasilien die verschiedenen Energiequellen des Landes nach ihrem Vorkommen, ihrer Billigkeit, ihrer Erneuerbarkeit und der Verfügbarkeit der erforderlichen Technologie eingestuft hat. Unter den verfügbaren Optionen steht die Wasserkraft an erster Stelle, gefolgt von Windkraft und Biomasse.

Allerdings leidet das Land unter der schlimmsten Dürre seit 80 Jahren. Das Cantareira-Stauseesystem, das mehr als neun Millionen Menschen im Bundesstaat versorgt, ist nur zu 5 % gefüllt, auch im Alto-Tietê-Stauseenetz, das drei Millionen Menschen im Großraum Sao Paulo versorgt, liegt der Wasserstand unter 15 %. Werden die Wasserstände der Stauseen zu niedrig, um Strom zu erzeugen, könnte es als Nächstes zu Energiekrisen kommen, da das Land zu 80 % von der Wasserkraft abhängig ist.

Um die Solarenergie weiter zu fördern, gibt die Regierung bekannt, innerhalb von vier Monaten eine Reihe von Pilotversuchen mit schwimmenden Solarkraftwerken auf Stauseen von Wasserkraftwerken zu starten. Nach Angaben des Ministeriums für Bergbau und Energie bieten die Stauseen des Landes eine Kapazität von 15 GW für schwimmende Photovoltaikanlagen.

Am Wasserkraftwerk Balbina, das sich im Flußlauf des Uatumã im Amazonas-Urwald befindet, wird nun ein 350 kW Pilotprojekt geplant. Das Wasserkraftwerk selbst ist seit langem umstritten. Neben dem Verlust von Lebensraum, der mit dem Bau einherging, wird behauptet, daß der Staudamm in den ersten drei Betriebsjahren 23.750.000 Tonnen Kohlendioxid und 140.000 Tonnen Methan ausgestoßen hat, mehr als die meisten Kohlekraftwerke.

Im August befinden sich die Ciel & Terre und der brasilianische PV-Installateur Sunlution in abschließenden Gesprächen mit den brasilianischen Stromversorgern  Companhia Hidroelétrica do São Francisco (Chesf) und Eletronorte über schwimmende Solar-Pilotprojekte mit einer Gesamtleistung von 10 MW. Auf dem Foto, das im Zuge der Berichterstattung veröffentlicht wird, sind die Schwimmer-Module, auf denen die Hydrelio-Technologie von Ciel & Terre beruht, besonders gut zu sehen.

Im März 2016 wird auf dem Balbina-Wasserkraftwerk die erste Phase der schwimmenden PV-Anlage installiert, ein 1 MW FPV-Kraftwerk, das bis Oktober 2017 auf 5 MW erweitert werden soll. Eine ähnlich große Plattform mit 50.000 m² Solarzellen wird für das Kraftwerk Sobradinho am Fluß São Francisco im Bundesstaat Bahia angekündigt. Beide Solarprojekte kosten zusammen 26,7 Mio. $ und sollen bis Januar 2019 mit einer Gesamtleistung von 10 MW abgeschlossen werden. Die Ingenieure hoffen, die Leistung in Zukunft auf 300 MW steigern zu können.

Eine weitere schwimmende PV-Anlage mit 50 kW Leistung wird im August in Betrieb genommen. Sie belegt eine Fläche von etwa 500 m² im Stausee des Wasserkraftwerks von Porto Primavera im Bundesstaat São Paulo und besteht aus 25 kW c-Si-Modulen und 25 kW Dünnschichtmodulen. Es handelt sich dabei um eine unabhängige Anlage, die nicht Teil der oben genannten Pilotprojekte ist.

Im November 2018 meldet die Chesf dann auch die Fertigstellung der 1 MW Anlage am Sobradinho-Staudamm. Das Projekt ist Teil eines mit 109 Mio. $ dotierten Forschungs- und Entwicklungsprogramms, das auf die Entwicklung von Solarenergie und anderen innovativen Projekten im Nordosten Brasiliens abzielt.

Der jüngsten Meldung vom Februar 2020 zufolge wird das Ingenieurbüro Tractebel, eine Einheit des französischen Energieriesen Engie, das Basisdesign für drei FPV-Anlagen mit einer Leistung von 30 MW entwickeln, die auf dem 52,2 MW Wasserkraftwerksprojekt Batalha am Fluss São Marcos im zentralbrasilianischen Bundesstaat Goiás installiert werden sollen, das dem staatlichen brasilianischen Energieversorger Eletrobras Furnas gehört. Die Batalha-Photovoltaikanlagen I, II und III sollen mit insgesamt 90.900 Solarmodulen ausgestattet werden.

Unter dem Strich ist zu sagen, daß bis Ende 2013 nur drei signifikante FPV- Kraftwerke gebaut wurden. In den darauffolgenden zwei Jahren 2014 und 2015 ist diese Zahl auf über 70 Anlagen in der ganzen Welt gestiegen. Die Wichtigsten von ihnen, wenn nicht gar die meisten, wurden in dieser Chronologie im Einzelnen beschrieben.

Aufgrund der starken Zuwachses in den Folgejahren werde ich mich im weiteren auf einzelne Projekte beschränken, um die fortlaufende Entwicklung dieser FPV-Anfangszeit zu dokumentieren, ohne dabei auszuufern.

Das Jahr 2016 beginnt mit Pressemeldungen im Januar über den japanischen Multi Kyocera, der mit dem Bau des „weltgrößten schwimmenden Solar-PV-Kraftwerks“ begonnen hat, einer 13,7 MW Anlage auf dem Wasserreservoir des Yamakura-Staudamms in der Präfektur Chiba. Ursprünglich, d.h. Ende 2014, war hier ein FPV-Kraftwerk geplant, das schon im März diesen Jahres ans Netz gehen sollte (s.o.).

Die Kyocera Group, die einen Anteil von 19 % an dem Projekt hält, wird die Anlage bauen und die Betriebs- und Wartungsdienstleistungen erbringen, während die Century Tokyo Leasing die verbleibenden 81 % hält. Die Schwimmkonstruktionen werden wie bisher von der Firma Ciel & Terre geliefert, an der Century Tokyo Leasing im Dezember letzten Jahres einen Anteil von 15 % erworben hat.

Das aktuelle Projekt, das im März 2018 eingeweiht und ans Netz angeschlossen wird, besteht aus 50.904 Kyocera-Solarmodulen, die auf einer Fläche von 137.326 m² installiert sind und 15.635 MWh (andere Quellen: 13.700 MWh; 16.170 MWh) Strom pro Jahr erzeugen.

Diese Anlage, in einem einzigen großen Außenrahmen montiert wurde, ist übrigens eine der ersten, die starke Schäden erleidet – durch einen Taifun im September 2019, bei dem Windgeschwindigkeiten von über 190 km/h gemessen werden. Aufgrund der großen Fläche der Anlage reißt die hohe Sogwirkung des Taifuns den Mittelteil heraus und knautscht und stapelt die Module reihenweise übereinander.

Außerdem entsteht noch ein Brand, von dem rund 50 Module betroffen sind, möglicherweise durch die starke Hitze, die von den gestapelten Paneelen ausgeht. Auf dem Foto ist die FPV-Anlage vor und nach dem Taifun zu sehen. Die roten Kreise zeigen an, daß die Verankerung und die Verankerungsseile intakt blieben.

Im Januar 2016 geht eine 3,5 Mio. £ teure, knapp 3 MW leistende FPV-Anlage der britischen Wassergesellschaft United Utilities (UU) auf dem Godley-Reservoir in Hyde bei Manchester in den Teilbetrieb. Die Installation in Großbritannien wird voraussichtlich bis Ende des Jahres abgeschlossen sein. Dann werden rund 12.000 Paneele jährlich 2,7 GWh Strom erzeugen.

Die Presse berichtet im Februar, daß das private britische Wasserversorgungsunternehmen Thames Water, die europäische Solarfirma Lightsource Renewable Energy (o. Lightsource bp) und der Entwickler Ennoviga Solar Ltd. entschieden haben, im Stausee Queen Elizabeth II (QEII), der zur Themse gehört, umgehend „Europas größten schwimmenden Solarpark“ zu errichten. Das 8,3 Mio. $ teure Projekt befindet sich seit über fünf Jahren in der Planungs- und Entwicklungsphase. Eigentümer der Anlage ist die Thames Water.

Der FPV-Park in Walton-on-Thames in der Nähe des Flughafens Heathrow wird eine Leistung von 6,33 MW haben und rund 5,8 Mio. kWh Strom im Jahr erzeugen, wobei 23.046 Photovoltaik-Paneele weniger als 10 % der Stauseefläche bedecken werden. Die Lightsource, die sich zu 50 % im Besitz des Ölkonzerns BP befindet und nach diversen Freiflächenanlagen nun zum ersten mal mit der schwimmenden Photovoltaik zu tun hat, übernimmt das Projektmanagement und betreut die Installation der 177 Anker und der 61.721 Schwimmkörper von Ciel & Terre, welche die Plattform für die Paneele bilden.

Der erzeugte Strom wird zur Versorgung der örtlichen Wasseraufbereitungsanlagen verwendet, die 10 Mio. Menschen im Großraum London und im Südosten Englands mit sauberem Trinkwasser versorgen. Auf diese Weise soll die Rechnung der Wasserkunden sinken. Angesichts der langen Planungszeit dauert die Umsetzung nicht lange: Das Projekt wird schon Anfang März fertiggestellt und ans Netz angeschlossen.

Ende Mai 2020 beschädigt ein kleines Feuer die schwimmende Solaranlage. Der Brand entsteht in einen Bereich, in dem zwei schwimmende Plattformen des Arrays aufeinander treffen, und führt dazu, daß einige der Module im Wasser versinken. Nach einer Untersuchung des Brandes, der vermutlich durch einen elektrischen Kurzschluß ausbrach, beginnen im September die Reparaturen.

Die Arbeiten an einer schwimmenden 3,2 MW Solaranlage starten im März 2016 in der Stadt Sayreville, New Jersey. Zu den Partnerfirmen, die das Projekt entwerfen und umsetzen, gehören der Projektentwickler Power Grid Capital LLC, der Projektfinanzierer Monticello Energy Finance LLC und als Ingenieure und Planer die Firma RETTEW. Sayreville hatte Ende des Vorjahres eine Ausschreibung veröffentlicht, in der Entwickler aufgefordert wurden, entsprechende Angebote abzugeben.

Das 12 Mio. $ teure Projekt auf einem Reservoir der Bordentown Avenue Water Treatment Plant wird zur Erzeugung von 5 Mio. kWh pro Jahr für  Wasseraufbereitungsanlage führen. Ziel des Projekts ist es, die gesamte Energie zu erzeugen, die für ihren Betrieb benötigt wird. Nach der Fertigstellung des Entwurfs wird der Bau voraussichtlich Mitte des Jahres beginnen und vor dessen Ende abgeschlossen sein.

In Wirklichkeit können die RETTEW und die Ciel & Terre USA die Fertigstellung der FPV-Anlage in New Jersey aber erst im Oktober 2019 melden. Allerdings nun mit einer Kapazität von 4,4 MW. Womit es sich um die größte schwimmende Solaranlage zu dieser Zeit in Nordamerika handelt. Sie besteht aus 12.700 Paneelen.

Im April 2016 führt die Stadt Lismore im Norden von New South Wales in Australien eine Ausschreibung für eine schwimmende Solaranlage aus 300 Solarmodulen und mit einer Leistung von 100 kW durch, die auf einem der Absetzbecken der East Lismore-Kläranlage errichtet werden soll. Als Entwickler tritt die Firma Suntrix auf, die Hardware stammt von Ciel & Terre.

Diese FPV-Anlage wird im Februar 2018 offiziell eingeweiht und bildet zusammen mit einer gleich starken Dachsolaranlage auf einem örtlichen Wassersportzentrum einen wichtigen Bestandteil des Plans der Stadtverwaltung, den Strombedarf bis 2023 zu 100 % aus erneuerbaren Energien zu decken. Die beiden Anlagen werden größtenteils von Gemeindemitgliedern im Rahmen der Initiative ‚Farming the Sun‘ finanziert. Bei der Eröffnung werden zudem Pläne angekündigt, die Anlage um das Vierfache oder mehr zu vergrößern und auch noch einen Batteriespeicher hinzuzufügen.

Auf der Hannover Messe im selben Monat präsentieren Wissenschaftler der Technischen Universität Wien um Prof. Markus Haider eine schwimmende Plattform für FPV-Anlagen, die auch die stärksten Wellen abfedern soll. Möglich wird dies durch nach unten offene Luftkissen. Bei diesen kann die Luft nach oben hin nicht entweichen, steht aber unten mit dem Wasser in Kontakt. Bei Wellengang wirkt diese Konstruktion wie ein Stoßdämpfer und nimmt die Kraft der Wellen auf – ohne daß die Plattform in Mitleidenschaft gezogen wird.

Gezeigt wird allerdings nur eine 1 m² große Version. Grundsätzlich lassen sich aber Plattformen in
einer Grundgröße von etwa 30 x 30 m bis 100 x 100 m realisieren, die modular zu größeren Feldern erweiterbar sind. Das Nutzungskonzept konzentriert sich vor allem auf die Möglichkeit, Solarpaneele zu installieren. Erweist sich die Technik  als praxistauglich, sind auch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten denkbar, wie die Installation von Entsalzungsanlagen oder Algenbioreaktoren. Theoretisch ist sogar denkbar, komplette Sportanlagen oder Gebäude auf solchen schwimmenden Inseln zu errichten. Letzteres behandle ich in dem eigenen Kapitelteil der maritimen Habitate.

Um das Leben im Wasser nicht zu beeinträchtigen, können die Plattformen auch teiltransparent
bzw. transluzent ausgeführt werden, wodurch Sonnenlicht weiterhin ins Wasser gelangen kann, was beim Aqua- und Algenfarming wichtig ist.

Um die Heliofloat genannte Technik weiter zu entwickeln und zu vermarkten, hatte die TU Wien  bereits im März 2014 ein Spin-Off namens Heliofloat GmbH mit Sitz in Attnang-Puchheim gegründet. Nun wird nach weiteren Kooperationspartnern und Investoren gesucht. Da später weder von der Technologie, noch von der Firma wieder zu hören ist, muß davon ausgegangen werden, daß die Suche nicht erfolgreich war.

Im Juli 2016 geht in Japan auf einem landwirtschaftlichen Stausee der Stadt Fukuoka auf der Insel Kyushu ein 300 kW FPV-System mit 1.200 Photovoltaik-Modulen in Betrieb, das als erstes schwimmende Solarsystem des Landes mit Mikro-Wechselrichtern ausgestattet ist. Die hinter jedem einzelnen Modul installierten Geräte der lokalen Firma NEP Microinverter Inc. sollen die Systemleistung um etwa 10 % erhöhen.

Den Zuschlag für die Entwicklung und den Betrieb des Solarsystems auf dem Rengeji Ike-Stausee erhielt das lokale Solar-Unternehmen Power Max, während die Schwimmplattformen von Ciel & Terre bereitgestellt wurden. Wenn sich die Anlage in den nächsten Jahren bewährt, sollen die schwimmenden Solarsysteme auch auf andere Stauseen ausgeweitet werden.

Einigen Informationsdiensten zufolge gehen in diesem Jahr alleine in Japan rund 30 neue FPV-Anlagen in Betrieb, die zwischen 59 kW (Takada, Kichioka) und 2,5 MW (Ootori Ike) leisten und zumeist die Technologie von Ciel & Terre nutzen, die sich allmählich als eine Art Standard etabliert. Als Projektentwickler bzw. Technologie-Beschaffer werden aber auch noch andere Namen genannt, wie die oben genannten Firmen West Energy Solutions und Reservoir Solar Company, oder die Takiron Engineering bzw. die Ibiden Engineering.

In den anderen Ländern gehen 2016 neben ein paar kleineren Anlagen in den USA, den Niederlande, in Indien und Indonesien auch mehrere Anlagen mittlerer Größen (im zwei- und dreistelligen Kilowattbereich) in Betrieb, und zwar in Italien, Portugal, Malaysia und auf den Maldiven. Neue Megawatt-Anlagen scheinen nur in Südkorea gebaut worden zu sein – mit Ausnahme von China.

Hier werden Ende des Jahres die Bauarbeiten an einem FPV-Solarkraftwerk mit einer Kapazität von 200 MW abgeschlossen, dessen Paneele-Reihen sich über die Gewässer einer Fischfarm in der Stadt Cixi in der Provinz Zhejiang erstrecken und ab 2017 jährlich 220 Mio. kWh Strom erzeugen. Die Paneele spenden natürlich Schatten, sind aber so angeordnet, daß genug Sonnenlicht für das Wachstum der Fische durchdringen kann.

Die Paneele tragen auch dazu bei, die Verdunstung an der Wasseroberfläche zu verringern und Wasserressourcen zu sparen, während sie gleichzeitig eine bessere Brutumgebung für die Fische schaffen, was zu einer Steigerung der aquatischen Produktion beiträgt. Es soll aber darauf hingewiesen werden, daß es sich bei der  Anlage im kein reguläres FPV-Kraftwerk handelt, da die Paneele nicht schwimmen, sondern in dem seichten Wasser fest aufgeständert sind. Man könnte das System daher auch gut der Agrophotovoltaik zuordnen (s.d.).

Die riesige Anlage, die 260 Mio. $ gekostet hat, ist an das staatliche Stromnetz angeschlossen und wird der Fischzucht ein jährliches Zusatzeinkommen von rund 34 Mio. $ verschaffen (eine ähnliche Anlage mit 120 MW soll es auch in der Provinz Jiangxi geben). Der Entwickler des Projekts ist die Firma Hangzhou Fengling Electricity Science Technology. Die Fischerei, die im Zuge dieses Projektes in eine Anlage für erneuerbare Energien umgewandelt wurde, könnte zu einem Modell für andere Fischereien oder Küstengebiete auf der ganzen Welt werden.

Im weiteren Verlauf wird im April 2020 die Phase 2 der Anlage fertiggestellt. Die neue Kapazität von 120 MW ergänzt den bisherigen Teil zu einem schwimmenden 320 MW FPV-Projekt, das nun eine jährliche Erzeugung von 352.000 MWh Solarstrom erreicht. Die Kosten der Phase 2 beliefen sich auf insgesamt 100 Mio. $. Nun ist zu erfahren, daß die Paneele auf der Oberfläche der Stauseen Changhe und Zhouxiang in Cixi schwimmen, die als Fischfarmen genutzt werden.

Kontextbezogen ist zu ergänzen, daß nur einen Monat zuvor von der China General Nuclear Power Group (CGN) ein ähnliches Projekt mit einer Leistung von 260 MW fertiggestellt wurde, das sich auf einem Fischereigelände im Landkreis Dangtu in der Provinz Anhui befindet.

Die Bauarbeiten begannen Mitte September 2019 und dauerten exakt 98 Tage bis zur Fertigstellung. Die Anlage nutzt eine große Überkopfplattform, auf der alle Gerätefundamente errichtet werden, und sitzt auf 88.866 Rohrpfählen - was natürlich bedeutet, daß es sich keine schwimmende PV-Anlage handelt. Die String-Wechselrichter stammen von der Firma Huawei.

Es handelt sich um die größte nicht subventionierte Solaranlage, die bisher in China gebaut wurde, und um die erste ihrer Art, die im Vorjahr von der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission (NDRC) genehmigt wurde.

Im März 2017 bekommt die Technologie der schwimmenden Solarkraftwerke gute Presse in breitem Umfang – allerdings um zwei Ecken herum. Die Firma Apple gibt nämlich bekannt, daß sein Zulieferer IBIDEN Engineering Co. Ltd. (Ibiden) als erstes Unternehmen in Japan zugesagt habe, die gesamte Apple-Produktion mit 100 % erneuerbarer Energie zu betreiben. Und solch eine Meldung von Apple hat einen sehr großen Verbreitungsradius - auch unter Menschen, die bisher noch nie etwas von schwimmenden Solaranlagen gehört haben.

Denn um das Versprechen einzulösen, beabsichtigt die Ibiden, ein Unternehmen, das bei der Herstellung der integrierten Schaltkreise und Chips in Apple-Geräten mitwirkt, insgesamt 20 Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien in Japan zu errichten, darunter auch einen der größten schwimmenden Solarparks, das auf einem Gelände entstehen soll, das früher ein Holzlagerplatz des Ibiden-Werks in Kinuura war. Nähre Details gibt es nicht, und bis Mitte 2021 ist auch noch nichts von einer Umsetzung zu sehen.

Die niederländische Wasserwirtschaftsbehörde Rijkswaterstaat, die zum niederländischen Ministerium für Infrastruktur und Umwelt gehört, gibt im März bekannt, daß sie beabsichtigt, Wasserflächen und andere Flächen unter ihrer Kontrolle zur Installation von Photovoltaik- und anderen Kraftwerken für erneuerbare Energien zur Verfügung zu stellen.

Im Rahmen ihres PetaPlan genannten Vorhabens kündigte die Behörde außerdem an, daß sie mit ProRail, dem Betreiber des nationalen Eisenbahnnetzes, und den lokalen Energieversorgern Liander, Stedin und Enexis zusammenarbeiten wird, um diese Anlagen auf mehreren Einrichtungen und Infrastrukturen zu errichten, die sich im Besitz beider Behörden befinden. Als Beispiele werden Lärmschutzwände, Straßenränder, Autobahnüberführungen und Entsorgungsstellen für versickertes Wasser genannt.

Darüber hinaus erklärte die Rijkswaterstaat, daß sie beabsichtigt, die Oberfläche des IJsselmeers für schwimmende PV-Projekte zu nutzen, eines flachen künstlichen Sees von 1.100 km2 in den zentralen Niederlanden, der an die Provinz Flevoland grenzt.

Im September beginnen die Rijkswaterstaat und die Hafenbehörde von Rotterdam mit den Arbeiten an einem kleinen FPV-Pilotprojekt. Mit dem PV-Stromgenerator, der in De Slufter, einem Depot für kontaminiertes Baggergut am westlichen Rand des Hafengebiets, installiert wird, soll die Möglichkeit der Errichtung eines groß angelegten schwimmenden Solarparks mit einer Leistung von rund 100 MW an diesem Standort untersucht werden. Hier müssen die Paneele Wellen von einem Meter Höhe standhalten.

Die Pläne ziehen sich aber etwas hin, und erst im April 2019 geht eine 50 kW Anlage mit 160 PV-Modulen neben der Floating Farm der Profloating B.V. inmitten des Hafens in Betrieb. Die Umweltbedingungen machen dies zum perfekten Standort für Forschung und Entwicklung: Eine Verbindung zum offenen Meer, salzhaltiges Wasser, 2 – 3 m Tide täglich und Wellen bis zu 1 m Höhe von vorbeifahrenden Schiffen.

Zu der 2 Mio. € teuren Floating Farm ist noch zu sagen, daß diese ein Modellprojekt für die Lebensmittelversorgung in Zeiten des Klimawandels sein soll. Dieser erste schwimmende Kuhstall wird Ende 2019 errichtet – und seitdem werden dort regelmäßig ca. 35 Kühe an automatische Melkmaschinen angeschlossen, wobei die Milch auf dem floßähnlichen Schiff gleich zu Joghurt verarbeitet wird. Mehr darüber findet sich im Kapitelteil der maritimen Habitate (s.d.).

Die Technologie der Fima Profloating basiert auf FLOTAR genannten Schwimmern und wird in den Folgejahren in diversen Projekten eingesetzt, angefangen mit 100 kW bei den Gewächshäusern der Gärtnerei Postplant, 145 kW bei der Gärtnerei Sterke und 250 kW bei De Weerdt in den Niederlanden, über zwei Projekte in Israel (0,7 MW in Raanana bzw. 1 MW in Solelim) usw. - bis zu 3,4 MW in Boskoop in den Niederlanden, dem bislang größten Projekt der Firma.

Der 2006 gegründete PV-Modulhersteller und Projektentwickler Upsolar mit Hauptsitz in Shanghai vereinbart im April 2017 eine exklusive Kooperation mit dem Designunternehmen Koiné Multimedia Srl (KMM), das u.a. auf schwimmende Plattformen spezialisiert ist. Über die neue italienische Tochtergesellschaft Upsolar System Italia Srl soll die schwimmende Photovoltaik-Projektlösung der Firma nun auch in Europa verfügbar gemacht werden.

Die FPV-Anlagen bestehen aus Modulen von Upsolar, die auf einem verzinkten Stahlrahmen montiert sind. Dieser ist auf Schwimmern aus hochdichtem Polyethylen angebracht und mit Nylonseilen verankert. Upsolar setzt dabei auf eine exklusiv von Koiné entwickelte Struktur, wie sie bereits bei der FPV-Anlage auf dem Tengeh-Stausee in Singapur zu Einsatz kam (s.o.).

Neben den früheren Projekten, an denen die Koiné mitgewirkt hat (Colignola, Chungju und Suvereto), verfolgte die Firma bereits 2003 gemeinsam mit der schon mehrfach erwähnten SCINTEC das sogenannte Shell project, das auf die Nutzung von Solarteichen abzielt. Im Jahr 2007 wird ein Patent angemeldet, das die Produktionskosten für Warmwasser bei Temperaturen zwischen 60°C und 80°C stark senken kann. Eines der Hauptanwendungsgebiete dieser Kollektoren ist die Entsalzung.

Außerdem beschäftigt sich die Koiné mit Unterwasser-PV-Paneelen (SP2), die zwar eine lange Testphase durchlaufen, aber zu keiner praktischen Umsetzung gelangen, sowie mit einem Kreisverkehr mit Solarnachführung (Roundabout Solar Tracking, RAST), bei dem der verfügbare Platz in bereits vorhandenen Kreisverkehr-Rondellen genutzt werden soll, um mit einachsigen PV-Nachführsystemen Strom zu erzeugen. Auch hier ist bislang noch nichts realisiert worden und weiterführende Aktivitäten der Koiné Multimedia sind auch nicht zu verzeichnen.

Im Mai 2017 geht in China in einem überfluteten ehemaligen Kohlebergbaugebiet der Stadt Huainan, Provinz Anhui, das mit 132.400 Paneelen (andere Quellen: 160.000, 166.000) und einer Leistung von 40 MW „weltweit größte schwimmende PV-Kraftwerk“ ans Netz. Bislang hatte diese Position eine 20 MW FPV-Anlage inne, die Anfang 2016 von der Firma Xinyi Solar Holdings Ltd. in derselben Region gebaut worden war.

Entwickler der neuen Anlage ist der Hersteller von PV-Wechselrichtern Sungrow Power Supply Co., und der Module-Lieferant ist die Firma JA Solar, welche monokristalline Doppelglasmodule anbietet, die für einen besseren Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und für eine hohe Korrosionsbeständigkeit ausgelegt sind.

Das schwimmende Kraftwerk befindet sich auf überflutetem Land mit einer Wassertiefe von 4 – 10 m. Der Standort besitzt eine gewisse Symbolkraft, denn es handelt sich um einen Kohletagebau, der aufgrund starker Regenfälle mit Wasser vollgelaufen ist und jetzt einen riesigen See bildet. Das Wasser ist allerdings mineralisiert und kann daher nur schwer für andere Zwecke genutzt werden. Um so mehr bietet es sich als Standort für ein FPV-Kraftwerk an.

Darüber hinaus beginnt die Sungrow Power Supply mit der Arbeit an einem 70 MW Projekt in derselben Region – und plant in Zusammenarbeit mit der Ciel & Terre eine weitere schwimmende 150 MW Solaranlage in unmittelbarer Nähe des kürzlich fertiggestellten Projekts, die bis Ende dieses Jahres betriebsbereit sein soll.

Tatsächlich beginnt eine Einheit der China Three Gorges New Energy Co. bereits im Juli mit dem Bau des 150 MW Solarkraftwerks Guqiao Huainan, dessen Kosten mit 151 Mio. $ angegeben werden. Im Dezember geht ein erster Teil der Anlage ans Netz, der Rest wird bis Mai des Folgejahres installiert. Außerdem soll die Sungrow Power Supply ein 102 MW FPV-Kraftwerkin einem Absenkungsgebiet des Steinkohlenbergbaus in Xinji Huania, Anhui, ans Netz gebracht haben.

Im Rahmen des Asia Clean Energy Summit (ACES) und der Singapore International Energy Week (SIEW), die regelmäßig im Oktober in Singapur stattfinden, wird im Jahr 2017 zum allerersten mal das International Floating Solar Symposium (IFSS) veranstaltet, wie es ab diesem Zeitpunkt jährlich geschieht. Nach dem 2. IFSS im Jahr 2018 sticht das dritte Symposium im Oktober 2019 etwas heraus, da zu diesem Anlaß das Floating Solar Handbook for Practitioners vorgestellt wird.

Der umfassende Bericht über schwimmende Solaranlagen ist vom Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS) an der National University of Singapore (NUS), zusammen mit der Weltbank und dem von dieser verwalteten Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP) erstellt und veröffentlicht. Das Handbuch ist Teil einer von der Weltbankgruppe unterstützten Berichtsreihe über schwimmende Solaranlagen mit dem Titel Where Sun Meets Water.

Eine Zusammenfassung wird im Oktober 2018 veröffentlicht, der vollständige Marktbericht im Juni 2019, und das Handbuch während des 3. Internationalen Floating Solar Symposium (IFSS) im selben Jahr. Es soll Entwicklern, Versorgungsunternehmen, Auftragnehmern, Investoren, Regulierungsbehörden und Entscheidungsträgern praktische Leitlinien für die Entwicklung von FPV-Projekten zur Verfügung stellen und kann von den Websites des ESMAP und des SERIS kostenlos heruntergeladen werden.

Das IFSS hat sich inzwischen als führende Plattform für Industrie und Forschungseinrichtungen etabliert, um Fragen zu diskutieren und bewährte Verfahren in dieser schnell wachsenden Branche auszutauschen. Das 4. Symposium findet 2020 während des dreitägigen Online-Gipfels Large Scale Solar Virtual Summit 2020 statt und befaßt sich mit der Zukunft der europäischen schwimmenden Solarenergie. Auch das 5. Symposium 2021 findet virtuell statt.

Im Laufe des Jahres 2017 gehen kleine Anlagen erstmals in Ländern wie Tunesien (Kairouan, 5 kW), Panama (Miraflores, 24 kW), Hong Kong (Plover Cove, 100 kW) und Belgien (Hesbaye Frost S.A., 998 kW) in Betrieb. Die meisten neuen großen FPV-Anlagen entstehen wieder in China und Japan. Außerdem ist ein beträchtlicher Anstieg der Projektdimensionen festzustellen.

In den Niederlanden wird im Januar 2018 ein Konsortium gegründet, das von der niederländischen Unternehmensagentur (RVO) finanziell unterstützt wird und aus der Waterschap Rivierland, der TU Delft und den Firmen Blue 21 BV und Hakkers BV besteht. Die Waterschap Rivierland ist die Wasserbehörde der niederländischen Provinzen Zuid-Holland, Gelderland, Noord-Brabant und Utrecht.

Ziel des Konsortiums ist die Entwicklung eines flexiblen Designs für schwimmende Solarpaneele auf Binnengewässern namens Innozowa (INNOvatieve ZOn-Pv op Water). Dem Team zufolge besteht größte Herausforderung darin, gute Entwürfe für bifaziale Solarzellen zu erstellen. Viele schwimmende Solarpaneele sind sehr nah am Wasser angebracht, wodurch ihnen ein Teil der Energieausbeute entgeht, wenn bifaziale Solarzellen verwendet werde, die das Sonnenlicht von beiden Seiten absorbieren.

Man entscheidet sich deshalb für eine Installation, die sich mehr als einen Meter über dem Wasser befindet. Eine weitere Innovation besteht darin, daß die Paneele wie Einkaufswagen zusammengeschoben werden können. Dies ist eine Anforderung der Wasserbehörde, die einen Klärteich für die Installation gewählt hat, dessen Wasser sie auf diese Weise einfach reinigen kann.

Nach zwei Jahren harter Arbeit wird im September 2019 auf einem See in Weurt nahe der Stadt Nijmegen in der Provinz Gelderland das erste Pilotprojekt durchgeführt. Dabei werden zwei Versuchsanlagen getestet: eine bootsähnliche für die Anwendung auf großen Gewässern (Pilot 1), und eine einkaufswagenähnliche für Kanalgewässer (Pilot 2).

Die beiden schwimmenden Pilotsysteme sind mit einer Kombination aus mono- und bifazialen Solarmodulen ausgestattet und weisen unterschiedliche Merkmale auf. So verfügt Pilot 1 über eine sturmsichere Wasserballastierung und Solarnachführsysteme, während Pilot 2 mit einem einziehbaren System mit Hilfe von Winden arbeitet und sehr wartungsfreundlich ist. Zu Forschungs- und Überwachungszwecken wird auch eine Paneel-Kontrollgruppe an Land installiert.

Die Ergebnisse werden in einem Abschlußbericht dokumentiert, der im Oktober 2020 veröffentlicht wird und im Netz einsehbar ist. Das Projekt führt zwar zu einem Patent, das die TU Delft zusammen mit zwei der anderen Partner als Grundlage für eine kommerzielle Anwendung anmeldet (NL-Nr. 2023874, veröffentlicht 2021), es läßt sich aber nichts über weitere Schritte oder Umsetzungen der Innozowa-Technologie finden.

Nur einen Monat später, im Februar 2018, wird bekannt, daß sechs Unternehmen und Institutionen im Rahmen des dreijährigen Projekts Solar-at-Sea (o. Solar@Sea; Zon-op-Zee), das von dem Startup Oceans of Energy B.V. in Leiden konzipiert wird, bereits seit dem Vorjahr eine Offshore-Solaranlage entwickeln. Das Pilotprojekt wird von der Regierung mit 1,48 Mio. $ gefördert, und die Universität Utrecht (UU) begleitet das Vorhaben wissenschaftlich. Bei den Forschungsarbeiten soll herausgefunden werden, ob die Solarmodule wirklich eine um 15 % höhere Energieausbeute liefern als an Land.

Mitglieder des Konsortiums sind neben der UU das Maritime Research Institute Netherlands (MARIN), das Energy Research Center of the Netherlands (ECN), die Niederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung (TNO), die Betriebsgesellschaft für Exploration und Produktion ONE-Dyas sowie die in Abu Dhabi  beheimatete Firma TAQA Energy (o. Abu Dhabi National Energy Co.). Finanzielle Unterstützung kommt von der niederländischen Unternehmensagentur Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO).

Die im Jahr 2016 von Allard van Hoeken gegründete Oceans of Energy ist ein niederländisches Konsortium aus sechs Unternehmen, das sich auf Offshore-Solarenergie, die dazugehörige Verankerungstechnik und auf Umweltforschung spezialisiert hat. Es erhält Unterstützung durch das mit 13 Mio. € EU-finanzierte Projekt Ocean DEMO (Demonstration Programme for Ocean Energy Pilot Farms and Supporting Technologies).

Ein Offshore-FPV-Projekt ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden, da die Solarmodule manchmal unter Wasser stehen, was unvermeidlich ist, wenn die Wellen eine Höhe von 10 m erreichen. Auch die Auswirkungen der dynamischen Veränderungen des Neigungswinkels, wenn die Paneele wackeln, sind bislang noch nicht untersucht worden. Die Vorteile eines Solarparks auf den Wellen bestehen hauptsächlich aus der kühlenden Wirkung, die das Meerwasser auf die Solarmodule hat, und daraus, daß ein Solarpark auf dem Meer keine wertvolle Landfläche beansprucht.

Die erste 8,5 kW Pilotanlage mit rund 30 m² Solarpaneelen soll bereits in diesem Sommer, etwa 12 km vor der Küste bei Den Haag, in der Testzone der North Sea Farmers (o. North Sea Innovation Lab, NSIL; auch: North Sea Testing Area) zu Wasser gebracht werden, wo Offshore-Technologien aller Art getestet werden, so auch die Algenzucht. Hier sollen nun die FPV-Ausrüstung, die Energieerzeugung, die Wetterbedingungen und die Auswirkungen auf die Umwelt untersucht werden.

Jetzt werden auch die Vorteile ins Auge gefaßt, wenn die Offshore-FPV-Anlagen die gleiche Meeresfläche wie Offshore-Windparks nutzen. So wird behauptet, daß auf der gleichen Meeresfläche fünfmal mehr Energie erzeugt werden kann, wenn zwischen den Fundamenten der Windturbinen auch noch Solarmodule im Meer schwimmen.

Außerdem bieten Sonne und Wind zusammen eine stabilere und kontinuierliche Stromversorgung, wenn im Winter mehr Wind weht bzw. im Sommer mehr die Sonne scheint. Weitere Synergien ergeben sich durch die gemeinsame Nutzung von Komponenten wie der Netzanbindung zum Land sowie bei Wartungs- und Installationsarbeiten. Offshore-Solaranlagen bieten zudem neue Chancen für die Fischereiindustrie, da die schwimmenden Plattformen als schützende Habitate für Jungfische dienen.

Die Auswirkungen der Beschattung sind hingegen vernachlässigbar, da die Gezeiten das Wasser unter den Plattformen ständig auffrischen. Auch auf die am Meeresboden lebenden Organismen hat die Beschattung keine Auswirkungen, da das Sonnenlicht sowieso nie bis zum Grund des schlammigen Wassers der Nordsee vordringt.

Tatsächlich geht das „weltweit erste Offshore-Solarsystem für die offene See“ aber erst im November 2019 in Betrieb, gut 1 km von der Küste entfernt. Am diesem Standort produziert das System ein Jahr lang saubere Energie, trotzt dem Seeklima, hält Wellen von bis zu 4 m Höhe stand und übersteht unbeschadet die Stürme Ciara und Dennis im Winter 2019.

Im Januar 2020 wird das System – nun am ursprünglich geplanten Standort 15 km von der Küste entfernt verankert – zu einer Leistung von 17 kW ausgebaut, was im Laufe des Jahres bis zu 50 kW weiter geschehen soll. Hierfür läßt sich bislang aber kein Beleg finden. Während der Testphase von anderthalb Jahren übersteht die in einem der rauhsten Meere der Welt installierte Anlage u.a. die schweren Stürme Bella und Evert mit Wellenhöhen bis zu 10 m, Windgeschwindigkeiten bis zu 115 km/h, und Gezeitenströmungen bis zu 7,5 km/h.

Anschließendes Ziel ist die Erweiterung der Pilotanlage auf 1 MW. Das modulare System ist so konzipiert, daß sich die Anlagen auf Hunderte und Tausende Megawatt pro Projekt ausbauen lassen. Das Team hofft, bis 2021 eine Fläche von knapp 27.000 m² Solarzellen auf das Wasser zu bringen.

Im Dezember 2020 geben Oceans of Energy und The Seaweed Company bekannt, daß sie auf dem Testgelände Offshore-Solar- und Meeresalgen-Farmen installiert haben, die denselben Raum im Meer nutzen, um sowohl Solarenergie zu erzeugen als auch Seegras zu züchten. Damit soll ein Zeichen für die künftige Bewirtschaftung des Raumes zwischen den Offshore-Windkraftanlagen gesetzt werden.

Die Offshore-Solar- und Seegrasfarmen sind Teil des von 2020 bis 2023 laufenden europäischen Forschungsprojekts H2020United, das durch das Programm Horizont 2020 der EU kofinanziert wird. Das Akronym UNITED steht dabei für ‚Multi-Use offshore platforms demoNstrators for boostIng cost-effecTive and Eco-friendly proDuction in sustainable marine activities‘.

Im Juli 2021 erhält das FPV-Projekt eine REACT EU-Förderung in Höhe von fast 1 Mio. € zur beschleunigten Weiterentwicklung und Skalierung des schwimmenden Solarparks, und im September werden die Pläne der Oceans of Energy zur Errichtung eine 3 MW Offshore-FPV-Anlage bekannt, die vor der belgischen Küste mit einem am Boden befestigten Windpark kombiniert werden soll.

Den Weg für bankfähige Hybrid-Offshore-Parks in ganz Europa wird das ab September diesen Jahres und bis 2025 laufende, 45 Mio. € schwere Projekt für Meeresenergie ‚European Scalable Offshore Renewable Energy Sources (EU-SCORES)‘ ebnen. Unter der Projektleitung des Dutch Marine Energy Centre (DMEC) SCORES soll es das große Potential von Wind-, Wellen- und Offshore-Solarsystemen auf Grundlage von zwei Demonstrationsvorhaben erschließen.

Neben der erwähnten Offshore-FPV-Anlage von Oceans of Energy wird dies eine 1,2 MW Wellenenergieanlage von CorPower Ocean in Portugal sein, die ebenfalls mit einem am Boden befestigten Offshore-Windpark verkoppelt wird.

Völlig unabhängig von den vorstehenden Aktionen erhält der Solarzellen-Hersteller Hanwha Q CELLS im April 2018 vom lokalen Solarentwickler Tenten Solar Zonnepanelen den Zuschlag für die Lieferung von Solarmodulen für die „größte schwimmende PV-Anlage der Niederlande“, die auf einem Bewässerungsbecken des Gartenbaugebiets Next Garden im Zentrum des Landes errichtet werden soll.

Der Drijvend Zonnepark Lingewaard (schwimmender Solarpark Lingewaard) in der Gemeinde Lingewaard wird aus mehr als 6.150 monokristallinen Solarmodulen auf Pontons von Ciel & Terre bestehen, die auf einer Wasserfläche von rund 15.800 m² schwimmen. Nach der Fertigstellung wird das Projekt eine Gesamtkapazität von 1,85 MW haben und jährlich rund 1.575.500 kWh (andere Quellen: über 1.800.000 kWh) Strom erzeugen. Der Park soll zum Ausgangspunkt für viele weitere schwimmende Solarprojekte in den Niederlanden werden, wo es Binnengewässer mit einer Fläche von rund 7.650 km² zu nutzen gibt.

Im August wird der FPV-Solarpark feierlich eröffnet und der Start der Stromproduktion gefeiert. Es handelt sich um den ersten schwimmenden Solarpark, der aus einer Bürgerinitiative hervorgegangen ist und von den Einwohnern der Gemeinde Lingewaard selbst entwickelt wurde, um vor Ort nachhaltigen Strom zu erzeugen. Dessen Menge reicht aus, um über 600 Haushalte in der Gemeinde mit Ökostrom zu versorgen. Der Park ist Eigentum der Coöperatie Lingewaard Energie.

Anfang Juni 2019 werden die schwimmenden Solarpaneele durch einen Wirbelsturm beschädigt, der eine Spur der Verwüstung in der gesamten Provinz hinterließ. Unter anderem gibt es Schäden durch die Glassplitter eines zerstörten angrenzenden Gewächshauses. Die Schäden werden in den Folgemonaten durch die Firma Tenten Solar behoben, die den Solarpark gebaut hat.

Ebenfalls im April 2018 wird über eine FPV-Variante des Green Energy Institute of Korea berichtet, die den Vorschlag beinhaltet, die Photovoltaik unter Wasser zu installieren – zum Zwecke der Entsalzung. Die heutigen Salzfarmen, die in Korea mit der Methode der solaren Verdunstung arbeiten, bestehen üblicherweise aus zwei Teichen, einem Verdunstungsteich zur Erhöhung des Salzgehalts und einem Kristallisationsteich zur Salzgewinnung. Die Gewinnung von sauberem Wasser ist eine Option.

Bei der FPV-Variante, die das Institut als Salt Farm Underwater Photovoltaic Systems bezeichnet, werden wasserdichte Solarmodule unter dem flachen Salzwasser-Verdunstungsteich in einer Tiefe von 2 – 5 cm installiert. In das Wasser eingetaucht ist nur der vordere Teil der Module, der hintere Teil, in dem sich eine Anschlußdose befindet, jedoch nicht.

In Zuge einer Studie werden Machbarkeitsprüfungen durchgeführt, um die Auswirkungen von Meerwasser auf die Leistung von PV-Modulen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wird ein Wassertank hergestellt, in dessen Boden ein Einzelzellenmodul von etwa 5 W installiert ist. Die Leistung des Moduls wird dann mit einem Solarsimulator bei Temperaturen von 20°C – 60 °C und einer Wassertiefe von 0 – 10 cm gemessen. Außerdem werden die Eigenschaften von ein- und multikristallinen Siliziumsolarzellen in dieser Situation verglichen.

Die Ergebnisse sind positiv und sollen weiter verfolgt werden. Der Vorteil dieses Systems liegt in der gleichzeitigen Gewinnung von Salz und Strom.

Darüber hinaus steigen zunehmend mehr Firmen in Südkorea in das FPV-Geschäft ein. Bereits im Februar 2018 unterzeichnet das einzige staatliche koreanische Energieunternehmen, die Korea Hydro & Nuclear Power, eine Absichtserklärung mit dem Unternehmen Hwaseong Solar Energy für eine 202 Mio. $ teure 100 MW FPV-Anlage am Hwaseong-See, einem künstlichen Gewässer an der Westküste Koreas.

Im August gibt die Hyundai Heavy Industries Green Energy Co. bekannt, daß sie eine Absichtserklärung mit der KEPCO Plant Service & Engineering Co. über die Zusammenarbeit bei der Errichtung von FPV-Kraftwerken mit einer Gesamtkapazität von 170 MW unterzeichnet hat, und im September unterschreibt die Korea Western Power Co. eine Vereinbarung mit der Stadt Ansan, um bis 2020 eine 102,5 MW FPV-Anlage am Sihwa-See in Ansan zu errichten, wo die K-water schon vor mehreren Jahre eine kleine Demonstrationsanlage errichtet hatte (s.o.).

Im Juli 2018 genehmigt der Stadtrat von Los Angeles einstimmig den Vorschlag für eine schwimmende Solar-Pilotanlage mit einer Leistung von 11,6 MW auf dem Van Norman-Wasserreservoir innerhalb des Systems des LA Department of Water & Power (LADPW), dem größten kommunalen Elektrizitätsversorgungsunternehmen der USA. Der Stausee befindet sich in Granada Hills, in der Nähe von zwei Hochspannungsleitungen und einer Umrichterstation, so daß es leicht ist, den Solarstrom direkt in das Netz einzuspeisen.

Die Oberfläche des Reservoirs wird derzeit von 96 Mio. schwimmenden ‚Schatten-Kugeln‘ aus schwarzem Plastik bedeckt. In diesem Zusammenhang ist zu erfahren, daß die LADWP diese Plastikbälle über viele ihrer Reservoirs verteilt hat, um die Verdunstung während der Dürre in Kalifornien zu reduzieren, was Hunderte von Millionen Dollar gekostet hat.

Zwei Nebeneffekte der Initiative waren die Senkung der Temperatur in den Stauseen, wodurch sich aufgrund des geringeren Algenwachstums die Chlorierungskosten verringerten, sowie die Reduzierung der Menge krebserregender Chemikalien, die im Wasser synthetisiert werden, da solche chemischen Reaktionen zunehmend bei höheren Temperaturen und stärkerer Sonneneinstrahlung stattfinden. Bei einer entsprechend dichten Abdeckung sollten auch FPV-Anlagen diesen Effekt haben.

Im September 2018 gibt die Ciel & Terre die Fertigstellung einer neuen schwimmenden Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 252 kW bekannt, die im Auftrag der Kelseyville County Waterworks Dist. #3 für die Lake County Special Districts in den USA entwickelt wurde und bis zu 1.650 kWh pro Jahr liefern soll. Es handelt sich um das erste öffentliche FPV-System in Kalifornien, ist aber nur eine von vier schwimmenden Solaranlagen der Ciel & Terre, die in diesem Sommer fertiggestellt werden und zusammengerechnet 5,3 MW leisten.

Für die in Partnerschaft mit dem lokalen Auftragnehmer North Coast Solar durchgeführte Installation auf einem Klärteich in Kelseyville, Kalifornien, werden 720 Solarmodule von Canadian Solar verwendet, die auf den Hydrelio-Schwimmern der Classic-Version sitzen und 17 % der Wasseroberfläche bedecken.

Zudem werden bei diesem Projekt Leistungsoptimierer der Firma SolarEdge aus Milpitas eingesetzt, Gleichspannung/Gleichspannung-Wandler, die an jedes PV-Modul angeschlossen werden und den Energieertrag von PV-Anlagen steigern, indem der Punkt der maximalen Leistungsabgabe (MPPT) für jedes Modul einzeln gesucht wird.

Im November gibt die Stadt Windsor bekannt, daß ihr schwimmendes Solarsystem die Testphase erfolgreich abgeschlossen hat und nun vollständig in Betrieb sei. Bei den anderen Anlagen der Ciel & Terrev, die in diesem Monat fertig gestellt werden, handelt es sich um ein kommunales 75 kW FPV-Projekt in der Stadt Walden in Colorado, sowie um ein privates 600 kW Projekt für die Firma Salad Cosmo USA in Dixon, Kalifornien, de Bohnensprossen produziert.

Die Ciel & Terre beginnt schon im Mai 2019 mit der Installation einer 1,78 MW FPV-Anlage, die nach eigenen Angaben z.Zt. die größte schwimmende Solaranlage in Kalifornien darstellt. Zur Finanzierung dieses Projekts hat das Unternehmen zum ersten Mal einen Stromabnahmevertrag mit einer Laufzeit von 25 Jahren abgeschlossen, der Windsor in dieser Zeit etwa 5 Mio. $ an Energiekosten einsparen wird.

Das Projekt aus 4.959 Hochleistungs-Solarmodulen wird auf dem größten von der Windsor Wastewater Reclamation Facility betriebenen Abwasserteich Nr. 7 errichtet und soll eine Reihe von städtischen Einrichtungen mit Strom versorgen. Für die Installation arbeitet Ciel & Terre mit dem örtlichen Gewerkschaftsunternehmen Collins Electrical Company zusammen. Die Stadt ist außerdem dabei, Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu installieren, die von der schwimmenden Anlage gespeist werden.

Im Oktober 2018 beginnt die o.e. britische Wassergesellschaft United Utilities (UU) mit den Arbeiten an einer schwimmenden 1 MW Solaranlage auf der Oberfläche des Langthwaite-Reservoirs in Lancaster. Für die Entwicklung des Projekts in der Nähe einer seiner Aufbereitungsanlagen in Lancashire tut sich der Wasserversorger mit dem Solarkonzern Forrest zusammen. Die Kosten für das Projekt belaufen sich auf 1 Mio. £.

Insgesamt sollen 3.250 Module auf maßgeschneiderten, 4,0 x 3,8 m großen Schwimmkörpern installiert werden, die von Forrest gemeinsam mit den örtlichen Unternehmen Northern Pontoons und Aqua-Dock entwickelt worden sind und viele der Probleme vermeiden, die es mit der Anlage auf dem Godley Reservoir zwei Jahre zuvor hatte, als auch klar wurde, daß FPV-Anlagen wartungsintensiver sind als ihren terrestrischen Verwandten.

Der Auftragnehmer Engie befindet sich im April 2019 in der Endphase des Baus des Solarparks, der auf einer Fläche von 5.200 m² realisiert wird und in der Lage ist, pro Jahr 895.000 kWh Strom zu erzeugen, welcher u.a. das Wasseraufbereitungswerk der UU auf demselben Gelände versorgt.

Eine der Herausforderungen besteht darin, den Winkel der Solarmodule so einzustellen, daß ein Gleichgewicht zwischen dem optimalen Winkel für die Stromerzeugung und dem ‚Segeleffekt‘ durch den Wind und die auf die Verankerungen wirkende Belastung erreicht wird. Die Paneele weisen schließlich Winkel von 10° auf, statt den 22°, mit denen sie normalerweise im Vereinigten Königreich montiert werden. Dabei wird überraschenderweise festgestellt, daß die Änderung des Winkels keinen merklichen Unterschied in der Leistung ausmacht.

Eine weitere Erkenntnis aus dem Godley-Projekt, die in Langthwaite umgesetzt wird, führt dazu, daß die Pontons, die die Paneele tragen, diese und die dazugehörige Elektronik 30 cm über die Wasseroberfläche heben. Der vergrößerte Abstand zwischen den Paneelen und dem Wasser ist wichtig, um die Entstehung von Feuchtigkeit auf den Paneelen zu verringern, da ein Luftstrom zwischen der Struktur und der Wasseroberfläche den Nebel abführt, der sich sonst auf empfindlichen Komponenten niederschlagen würde.

Unter der Oberfläche verankern 36 riesige, 1,25 t schwere Betonblöcke das Array im Stauseebett, wobei die vorgespannte Verkabelung eine konstante Verankerung ermöglicht, so daß sich die Anlage vertikal bis zu 12 m heben und senken kann, wenn sich der Wasserstand im Stausee ändert. Um sicherzustellen, daß die Anker korrekt und sicher plaziert werden, setzt die UU zwei Drohnen ein, eine in der Luft und eine unter Wasser.

Ebenfalls im Oktober 2018 veröffentlicht die Weltbank einen Bericht, dem zufolge es derzeit rund um den Globus schwimmende Solaranlagen im Umfang von 1,1 GW gibt, während das weltweite Potential für FPV-Anlagen mit 400 GW angegeben wird, eine eher konservative Schätzung (‚Where Sun Meets Water: Floating Solar Market Report‘).

Die Zahl der schwimmenden Solaranlagen ist demnach zwischen 2014 und 2018 um 100 % gewachsen, allerdings hauptsächlich außerhalb der USA. Dabei stieg die Gesamtkapazität der Anlagen von nur 10 MW um mehr als das 100-fache auf die erwähnten 1,1 GW. Die Weltbank zeigt sich besonders begeistert von der Kombination schwimmender Solaranlagen mit bestehenden Wasserkraftwerken zur Steigerung der Stromerzeugung.

Im Dezember folgt eine Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) in Colorado – die erste ihrer Art in den USA –, der zufolge die Installation von schwimmenden Solar-Photovoltaikanlagen auf 27 % der 24.419 von Menschenhand geschaffenen und für die neue Technologie geeigneten Stauseen und Reservoire in den USA etwa 10 % des jährlichen Strombedarf des ganzen Landes decken könnte (‚Floating Photovoltaic Systems: Assessing the Technical Potential of Photovoltaic Systems on Man-Made Water Bodies in the Continental United States‘).

Zu diesem Zeitpunkt sind in den USA nur sieben FPV-Anlagen in Betrieb, während  sich 56 der 70 größten schwimmenden PV-Anlagen der Welt in Japan befinden.

Ende 2018 ist zu konstatieren, daß die französische Firma Ciel & Terre mit mindestens 40 neuen FPV-Anlagen zwischen 74 kW (Walden, Colorado) und 13,75 MW (Yamakura, Japan) inzwischen der eindeutige Marktführer ist. An zweiter Stelle kommt die Sungrow mit etwa zehn Anlagen, davon drei mit einer Leistung von jeweils mehr als 100 MW, gefolgt von der Isigenere, die in diesem Jahr vier FPV-Kraftwerke in Betrieb nimmt. Darüber hinaus gibt es weltweit noch diverse Umsetzungen, zumeist in Form kleiner Einzelprojekte.

Ansonsten läßt sich zusammenfassen: Da die Nachfrage nach Solarenergie weiter steigt und die verfügbaren Grundstücke immer teurer werden, sind schwimmende Solaranlagen die ideale Lösung für alle, die einen künstlichen Teich oder ein Gewässer besitzen.

 

Weiter mit den schwimmenden Solaranlagen...