TEIL C

Sonderformen der photovoltaischen Nutzung

Solarkanäle und -staumauern

Eine besonders interessante Entwicklung beginnt in Indien. Im April 2012 weiht Narendra Modi, damals Hauptminister des nordindischen Bundesstaates Gujarat, die erste Phase eines Kanal-Solarstrom-Pilotprojekts ein, bei dem auf einem 750 m langen Abschnitt des 8,3 m breiten Narmada-Kanalarms in der Nähe des Dorfes Chandrasan im Kadi Taluka im Distrikt Mahesana, etwa 45 km von Ahmedabad entfernt, 113 feststehende PV-Paneele installiert worden sind.

Der Bau der 1 MW Anlage durch die Firma SunEdison India Pvt Ltd. in Chennai (deren US-Mutter SunEdison Inc. übrigens 2017 in Konkurs geht) erfolgt in weniger als sechs Monaten. Erlaubnisse und Genehmigungen werden schnell erteilt und die Arbeiten dadurch beschleunigt, daß kein Land erworben werden muß und keine Umweltauswirkungen zu berücksichtigen sind. Neben den auf dem Kanal montierten Paneelen gibt es auf dem Boden montierte Gegenstücke, um die Wirkung der Kühlung und die dadurch verbesserte Effizienz der Paneele auf dem Kanal zu überprüfen.

Wie die Recherche ergibt, war es allerdings der Bundesstaat Punjab in Nordindien, der das Konzept Mitte 2011 als erster vorstellte. Ein solches Projekt kann dem Agrarstaat einen erheblichen Nutzen in Bezug auf die Wassereinsparung bringen. Hier sollte eine patentierte Seilnetz-Technologie der 2010 von Steven und Mary Catherine Conger gegründeten Firma P4P Energy Pvt Ltd. (Power for People) aus Carbondale, Colorado, zum Einsatz kommen, mit technischer Unterstützung des Chandigarh College of Engineering in Landran.

Die P4P meldet später, daß sie auf einem Abschnitt des 1.000 km langen Sharda-Kanals eine Solaranlage installierte habe, bei der ein besonders leichtes Aufhängungssystem installiert wurde, das 40 – 50 % leichter ist als die sonst üblichen starren Strukturen. Die Kanalüberbauten sind so konzipiert, daß sie Kanäle mit einer Breite von 15 – 100 m überspannen, für jede Kanalausrichtung (N-S bis O-W) geeignet sind, sich in jeder gewünschten Höhe über dem Wasser befinden und Kanäle problemlos ohne Zwischenpfeiler überbrücken. Technische Details der Solaranlage selbst sind leider nicht zu finden.

Der Umfang des nächsten umgesetzten Projekts der Gujarat State Electricity Corporation Ltd. (GSECL) beträgt ebenfalls 1 MW, und der Vertrag für Planung, Ausschreibung und Bau im Wert von ca. 2,9 Mio. $ geht ebenfalls an die Firma SunEdison. Das Solarkraftwerk, das etwa 50 % teurer ist als eine herkömmliche bodenmontierte Solarfarm, soll jährlich etwa 1,5 Mio. kWh Strom erzeugen.

Das offene Narmada-Kanalnetz mit einer Gesamtlänge von 19.000 km wurde errichtet, um die Bevölkerung flächendeckend und konstant mit Wasser zu versorgen. Es besteht aus vielen unterschiedlich breiten Kanalarmen, was jedoch von Vorteil ist, da die Hauptkanäle zu breit sind um die Photovoltaikmodule freispannend zu montieren. Dies ist bei den schmaleren Nebenkanälen dafür leicht machbar. Insgesamt besitzt Gujarat ein Kanalnetz von 80.000 km Länge.

Ein wesentliches Motiv des Projekts ist, daß mit der Abdeckung der Kanäle auch die Verdunstung und das Algenwachstum reduziert werden, welches das Wasser ungenießbar macht und die Pumpen verstopft, was andauernde Reparaturen erfordert. Ein positiver Nebenaspekt dieser Installationsform ist, daß sich die Paneele leicht reinigen lassen: Das Wasser fließt ja direkt darunter – und dann nur etwas staubiger wieder hinein. Außerdem steigert die kühlere Luft unterhalb der Paneele deren Leistung. Diese Aspekte gelten auch bei den schwimmenden Solaranlagen als besondere Vorteile.

Um die Sonnenenergie optimal nutzen zu können, hat der gewählte Kanal eine Nord-Süd-Ausrichtung. Hier werden die Photovoltaikmodule auf 16 m langen, freispannenden Trägern montiert, die quer über den Kanal laufen und an beiden Ufern befestigt sind. Die erste Phase umfaßt mehr als 3.600 polykristalline Photovoltaikmodule der Firma MEMC Electronic Materials Inc., unterteilt in acht Blöcke. Die Blöcke enthalten Laufbrücken und sind in 15 m Abstand montiert, um die Reinigung der Module zu ermöglichen. Für Wartungsarbeiten am Kanal gibt es eine Lücke in der Trägermitte.

Die Investitionskosten des ursprünglich mit nur 250 kW geplanten Canal Solar Power Project (o. Canal Top Solar Project) reduzieren sich zum einen dadurch, daß die Anlage in der Nähe einer Stadt mit Stromnetzes gebaut wird. Zum anderen existieren neben den Kanälen bereits ganzjährig befahrbare Straßen, wodurch sich auch die Kosten für die Erschließung verringern. Außerdem weisen die Kanäle und die Straßen einheitliche technische Bedingungen auf, was die Planung vereinfacht.

Im August 2013 wird bekannt, daß die Sardar Sarovar Narmada Nigam Ltd. (SSNNL) in Gujarat plant, die Initiative zur Abdeckung von Kanälen mit Solarpaneelen auszuweiten. Dabei soll auf dem Sardar-Sarovar-Kanal, der die trockenen Regionen Saurashtra und Kutch mit Wasser versorgt, eine 10 MW Solaranlage aus 33.816 Paneelen mit polykristallinen Silizium-Zellen errichtet werden.

Es wird damit gerechnet, daß neben den jährlich erzeugten rund 16,2 Mio. kWh Strom, die in das Netz eingespeist werden, die reduzierte Verdunstung aus dem Kanal auch noch 90 Millionen Liter Wasser einsparen wird.

Die Kanalbreite von 20,2 m am Standort erfordert eine entsprechende Tragestruktur, die über die Gesamtlänge der Anlage von 3,6 km installiert wird. Durch ihre Große werden die Paneele ähnlich wie bei einer Aufdachanlage montiert und nicht einzeln dem Einstrahlwinkel nach ausgerichtet.

Die SSNNL war ursprünglich für den Bau von Indiens dritthöchstem Betonstaudamm, dem Sardar Sarovar-Damm, sowie für die Entwicklung der Infrastruktur des riesigen Kanalnetzes in Gujarat gegründet worden.

Eine Reihe anderer Bundesstaaten des Landes planen nun ebenfalls dieses Programm zu übernehmen, das Wasser spart und gleichzeitig Strom erzeugt. Das Interesse ist groß, da dafür kein Land erworben werden muß, was in Indien oft ein strittiges Thema sein kann und zudem einen erheblichen Anteil an den Kapitalkosten ausmacht.

So hat die Damodar Valley Corporation (DVC) im Osten Indiens den ehrgeizigen Plan gefaßt, in den nächsten drei Jahren auf rund 2.500 km Bewässerungskanälen Solarkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 1 GW zu errichten – falls es gelingt, die Weltbank zur Finanzierung heranziehen zu können. Die Regierung von Gujarat hat das Ziel ausgegeben, im gesamten Bundesstaat 5.000 km Kanäle solar abzudecken, um damit 15 % des gesamten Strombedarfs des Bundesstaates zu erzeugen.

Im Februar 2014 legt Modi – der um Mai neuer indischer Premierminister wird – den Grundstein für das 10 MW Solarkraftwerk auf dem Sardar-Sarovar-Kanal. Mit dabei ist auch UN-Generalsekretär Ban Ki-Moon, der lobende Worte für die Initiative findet: „Als ich auf die Canal Top Solar Power Anlage blickte, sah ich mehr als glitzernde Paneele – ich sah die Zukunft Indiens und die Zukunft unserer Welt.“

Die 3,6 km lange Anlage, deren Bau die in Hyderabad ansässigen Megha Engineering and Infrastructure Ltd. (MEIL) durchführt, wird in der Stadt Vadodara über einem Zweig des Kanals installiert. Sie besteht aus 33.816 Solarpaneelen und hätte als Freilandanlage eine Fläche von 16 Hektar wertvollen Bodens belegt.

Nach einer Fertigstellungszeit von etwa sechs Monaten wird die Anlage im November in Betrieb genommen, deren Kosten mit 18,3 Mio. $ beziffert werden. Die MEIL wird auch für den Betrieb und die Wartung des Solarkraftwerks über 25 Jahre verantwortlich sein, was weitere 1,6 Mio. $ kosten wird. Der erzeugte Strom soll zum Betrieb von Pumpen entlang der Kanäle von Saurashtra verwendet werden, um Wasser zu entnehmen und für die Bewässerung zu nutzen.

Meldungen vom November zufolge wird die Firma Lockheed Martin Nanotech-Strukturen für die Solarstromprojekte in Indien liefern. Da sich die Montagestrukturen beim Bau von Kanalkraftwerken technisch und strukturell stark von PV-Projekten auf Dächern oder am Boden unterscheiden, schließt die Regierung des Punjab mit dem US-Unternehmen eine Vereinbarung über die Entwicklung leichter Befestigungsstrukturen auf Grundlage der Nanotechnologie.

Gemäß der Vereinbarung wird das Unternehmen auch Lösungen für die Nutzung überschüssiger Ernterückstände anbieten, die die Landwirte sonst verbrennen. Die Regierung hofft, dadurch ihre Stromerzeugungskapazität auf der Grundlage von Biomasse zu steigern.Bislang ist aber nicht über eine Umsetzung dieser Pläne zu finden.

Im Dezember 2014 erläßt das Ministerium für neue und erneuerbare Energien (MNRE) Richtlinien für die Installation von Solarstromanlagen mit einer Gesamtkapazität von 100 MW auf und an den Kanälen des Landes. Im Rahmen des Programms sollen diverse Einzelprojekte mit Leistungen von 1 MW – 10 MW installiert werden, wobei insgesamt 50 MW auf den Kanälen und weitere 50 MW an den Ufern errichtet werden. Die Gesamtkosten des Programms belaufen sich auf rund 160 Mio. $, von denen etwa 38 Mio. $ als Finanzhilfen von der Zentralregierung bereitgestellt werden. Alle Projekte müssen innerhalb von drei Jahren in Betrieb genommen werden.

Pressemeldungen vom April 2015 zufolge hat nun auch die Regierung von Haryana angkündigt, eine umfassende Machbarkeitsstudie für ein Kanal-Solarstromprojekt zu initiieren. Experten des Haryana Renewable Energy Department (HAREDA) führen gemeinsam mit der Bewässerungsbehörde des Bundesstaates bereits Untersuchungen durch, um geeignete Standorte zu finden. Im Bundesstaat Odisha ist es die Odisha Hydro Power Corp. Ltd. (OHPC), die vorgeschlägt, versuchsweise Kanal-Solarkraftwerke zu errichten. Auch hier wurde der Prozeß zur Identifizierung geeigneter Kanalabschnitte bereits eingeleitet.

Im Juni 2015 gibt die SunEdison die Fertigstellung eines 1 MW Kanal-Solarkraftwerks bekannt, das für die Krishna Bhagya Jala Nigam Ltd. (KBJNL) gebaut wurde, die für den Krishna-Fluß und -Damm zuständige Regierungsbehörde von Karnataka.

Die Maharashtra State Power Generation Co. Ltd. (Mahagenco), ein staatliches Stromerzeugungsunternehmen im westindischen Bundesstaat Maharashtra, veröffentlicht im April 2016 Ausschreibungen für die Errichtung von Solarstromprojekten auf Stauseen, Kanälen und anderen Gewässern im Bundesstaat. Es ist geplant, die Projekte im Umfang von 1.250 MW in Partnerschaft mit anderen staatlichen Stellen, die Eigentümer dieser Gewässer sind, im Rahmen eines Modells zur Aufteilung der Einnahmen zu errichten. Auch Gewässer, die sich im Besitz von Dörfern und lokalen Selbstverwaltungsorganen befinden, sollen für die Errichtung solcher Solarstromprojekte herangezogen werden.

Die Mahagenco plant, diese Projekte im Rahmen eines Net-Metering-Systems durchzuführen. Die auf den Gewässern errichteten Solaranlagen werden tagsüber Strom erzeugen, während das örtliche Versorgungsunternehmen die Dörfer nachts mit Strom versorgt. Der Saldo in Stromeinheiten wird monatlich abgerechnet. Dadurch werden die Stromrechnungen für die Dorfbewohner gesenkt und die Stromversorgung verbessert.

Im September 2016 veröffentlicht auch die Punjab Energy Development Agency (PEDA) eine Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für netzgekoppelte PV-Projekte über den Kanälen des Bewässerungsnetzes mit einer Gesamtleistung von 15 MW. Die Einzelprojekte mit Leistungen von mindestens 2,5 MW und höchstens 7,5 MW sollen mit bis zu 30 % der Projektkosten staatlich gefördert werden.

Gemäß einer Untersuchung des Gujarat Energy Research and Management Institute (GERMI), die im Januar 2017 veröffentlicht wird, zeigen die auf dem Kanal bei Chandrasan montierten Solarmodule bislang keine Degradierung, und die erzeugte Leistung blieb in den letzten drei Jahren stabil. Die natürliche Kühlung steigert die Leistung um 2,5 – 5 %, und da der erzeugte Strom in nahegelegenen Gebieten verbraucht wird, werden zudem die Strom-Übertragungsverluste von 4 % und die Verteilungsverluste von 3 % vermieden.

Da die Paneele Wärme absorbieren, tragen sie dazu bei, die Wasserverdunstung zu verringern. Nach einer Schätzung der Gujarat State Electricity Corporation Limited (GSECL) kann eine 1 MW Solar-Kanalanlage die Verdunstung von bis zu 9 Mio. Litern Wasser pro Jahr verhindern. Zu diesem Zeitpunkt sind in acht indischen Bundesstaaten rund 100 MW an Solaranlagen auf und neben Kanälen entweder genehmigt oder bereits im Bau.

Darunter befindet sich eine 1 MW Kanal-Solaranlage in Dehradun im Bundesstatat Uttarakhand, die im Jahr 2017 von der indischen Solarfirma Premier Energies Ltd. aus Telangana errichtet wird, die nach eigenen Angaben das einzige Unternehmen in Indien ist, das Anlagen bis zu einer Breite von 35 m ohne Pfähle im Kanal errichten kann, was durch gespannte Stahlseile erreicht wird. Wie man auf dem Foto erkennt, sind zudem auf Teilen der Kanalufer Paneele installiert.

Forscher der US-amerikanischen NGO Environmental Defense Fund schlagen zu diesem Zeitpunkt vor, die erneuerbare Energie aus Indiens Kanälen zu maximieren, indem die Solaranlagen oben mit der Wasserkraft unten kombiniert wird – was bisher aber nicht weiterverfolgt wurde. Diese Idee basiert auf einer im Netz einsehbaren Masterarbeit für Gemeindeplanung von Sabah Usmani an der Columbia University im Jahr 2013 (‚Energy Generation in the Canal Irrigation Network in India: A Case for Integrated Spatial Planning‘).

In einer Darstellung der PEDA aus dem Jahr 2018 werden die vier bislang umgesetzten Kanal-Solarprojekte im Punjab aufgelistet, die das MNRE im Rahmen des Programms ‚Pilot- und Demonstrationsprojekte‘ im Dezember 2014 bewilligt hatte. Die PEDA hatte diese Projekte von privaten Entwicklern auf der Basis von ‚Build, Operate & Own‘ (BOO) umsetzen lassen.

Demnach sind im März 2017 zwei 2,5 MW (andere Quellen: 2,62 MW) Anlagen mit insgesamt 16.680 Paneelen auf dem Sidhwan-Zweigkanal und dem Ghaggar-Zweigkanal in Sangrur bzw. Ludhiana Betrieb gegangen, die jährlich rund 8,5 Mio. kWh erwirtschaften. Entwickler und Besitzer ist die Firma SAM Solar Private Ltd., die Paneele stammen von der Firma REC und der gesamte Strom wird an die Punjab State Power Corporation Ltd. (PSCL) geliefert. Im März und Mai 2018 folgen zwei 7,5 MW Anlagen auf dem Ghaggar-Zweigkanal und dem Ghaggar-Verbindungskanal.

Zudem wird von den Firmen IMI Engineers und Yellow Energy eine 2,4 MW Kanal-Solaranlage bei Hanumangarh in Jaipur, Rajasthan, installiert, über die sich aber keine Details finden lassen.

Im Februar 2019 wird gemeldet, daß nun auch die o.e. SSNNL 100 MW auf 40 km Länge des Narmada-Kanalnetzes errichten will, wofür bereits vier Standorte identifiziert worden sind. Der geschätzte Preis von nur 13,9 Mio. $ klingt allerdings äußerst fraglich.

Bis Ende März werden im Rahmen des o.e. MNRE-Programms vom Dezember 2014 an den Ufern von Kanälen 50 MW und darüber 44 MW in Betrieb genommen, womit das Programm als abgeschlossen gilt.

Solar-Kanalprojekte werden inzwischen auch aus anderen Ländern gemeldet. In den USA scheint das Thema erstmals im März 2021 öffentlich zur Sprache zu kommen, als Forscher der University of California, Santa Cruz und der University of California, Merced um die Umweltingenieurin und Postdoktorandin Brandi McKuin und Prof. Roger Bales die Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie freigeben, in der sie untersuchen, wie sich die Abdeckung des 6.350 km langen Wasserversorgungs-Kanalsystems in Kalifornien mit Solarmodulen ökologisch und ökonomisch auswirken würde. Demnach könnten damit jährlich ungefähr 238 Mrd. Liter Wasser vor dem Verdunsten bewahrt und zugleich 13 GW Energie produziert werden.

Zum Hintergrund: Das kalifornische Wasserversorgungssystem gilt als eines der größten der Welt und versorgt 35 Mio. Menschen und etwa 2,3 Mio. ha Ackerland. 75 % des verfügbaren Wassers befinden sich im nördlichen Drittel des Staates, während 80 % des Bedarfs auf die unteren zwei Drittel des Staates entfallen. Um all dieses Wasser zu transportieren und es teilweise auch bergauf fließen zu lassen, müssen große Pumpen eingesetzt werden; dementsprechend ist das Wassersystem der größte Einzelverbraucher von Elektrizität im Bundesstaat.

Die in Schriftform im Juli im Magazin Nature Sustainability veröffentlichte Forschungsstudie Solar AquaGrid ist im Netz abrufbar (‚Energy and water co-benefits from covering canals with solar panels‘). Das Papier ist kein detaillierter technischer oder konzeptioneller Entwurf, sondern nur ein Konzeptnachweis für die nächste Phase der Investition in ein Demonstrationsprojekt.

Im Zuge der Recherche stellt sich heraus, daß Bales Teil der ursprünglichen Gruppe war, die das Projekt 2016 ins Leben rief, als die in San Francisco ansässige Agentur für soziale Auswirkungen Citizen Group mit dem Konzept an die UC Solar und die UC Water herantrat, bei denen es sich um universitätsübergreifende Forschungsinitiativen handelt. Die anschließende Arbeit erfolgte dann mit finanzieller Unterstützung durch die Firma NRG Energy und das National Institute of Food and Agriculture (NIFA). Über praktische Umsetzungen läßt sich bislang nichts finden.

Im September 2021 melden die Fachblogs, daß das Punjab Power Development Board (PPDB) in Pakistan nach Beratungsunternehmen sucht, die eine Machbarkeitsstudie für die Errichtung von Solaranlagen auf Kanälen durchführen sollen. Als Standorte werden die Division Gujranwala, eine Verwaltungseinheit im nördlichen Punjab, sowie der Rakh-Zweigkanal ausgewählt, der vom Lower Chenab-Kanal in Gujranwala ausgeht und in Samundri im Bezirk Faisalabad endet.

Die Berater sollen alle bebauten und unbebauten Kanalparzellen und Nebenkanäle ermitteln, die sich für die Solarstromerzeugung eignen und in der Nähe bestehender Stromversorgungs-Infrastrukturen liegen, und letztlich sechs passende Standorte auswählen.

Fast zeitgleich genehmigt die Regionalregierung von Navarra in Spanien ein 160 MW Solarprojekt, das von der spanischen Vereinigung der Solarenergie-Erzeuger (Asociación Nacional de Productores de Energía Fotovoltaica, ANPIER) vorgeschlagen wurde. Ziel des Projektes ist es, den Kanal von Navarra, einer der größten künstlichen Bewässerungskanäle des Landes, mit Solarzellen zu bedecken.

Der Vizepräsident und Abgeordnete von Navarra Juan Antonio Cabrero hatte erst im vergangenen April in einer Rede auf die zahlreichen Vorteile hingewiesen, die dieses Projekt für die Umwelt mit sich bringt, da es sich um eine saubere Stromerzeugungsquelle handelt, die keine großen Naturflächen beansprucht. Die Unternehmen Energi.k und Naga Solar legen dem Ministerium für ländliche Entwicklung und Umwelt eine Studie vor, die belegt, daß das vorgeschlagene Projekt technisch und finanziell realisierbar ist.

Eine weitere Standort-Klasse bilden Wasserkraftwerke aller Art – und insbesondere solche mit großen, nach Süden gerichteten Staumauern.

Der vermutlich erste Ansatz stammt aus Japan, wo im Jahr 2014 die technische Machbarkeit bewiesen wird. Die lokalen Energiebehörden der Präfektur Hyogo hatten als Reaktion auf den Atomunfall in Fukushima bereits Mitte 2013 den Entwurf eines Solarprojekts im Megawattbereich mit dem Ziel an, die vorhandene Wasserinfrastruktur, wie z. B. Staudämme, so effektiv wie möglich zu nutzen.

Die erste Umsetzung erfolgt an dem nach Süden ausgerichteten Kotani-Staudamm in der Stadt Himeji, der eine Neigung von 26° hat, was dem optimalen Installationswinkel eines PV-Systems von 31° nach Süden sehr nahe kommt. Die Kapazität der Anlage beträgt 4,99 MW und erstreckt sich auch auf die umliegende 3,2 ha große Fläche. Die Installationskosten werden auf etwa 9,5 Mio. € geschätzt.

Daneben sehen die Entwicklungspläne auch die Nutzung von Hanglagen an den Dämmen Heiso-1 und Gongen-1 in der Nähe der Stadt Kakogawa vor. Alle diese Dämme sammeln Trinkwasser für die nahe gelegenen Städte und decken auch den industriellen Wasserbedarf.

Im Juli 2015 veröffentlicht ein italienisches Forschungsteam um Ioannis Kougias am European Commission Joint Research Centre (DG-JRC) in Ispra eine im Netz abrufbare Studie mit dem Titel ‚Exploiting existing dams for solar PV system installations‘, aus der auch die obigen Informationen stammen.

Im April 2018 berichten die Fachblogs, daß die Elektrizitätswerke der Stadt Zürich (EWZ) und der Anlagenprojektierer Axpo an der Staumauer des Albignasees in der Schweiz die erste alpine PV-Anlage installieren will, die Baugenehmigung durch den Kanton Glarus sei bereits erteilt. Auf der dem See zugewandten Südseite der Albigna-Staumauer (o. Muttsee-Staumauer) in den Glarner Alpen sollen mittels einer Spezialkonstruktion rund 5.000 kristalline Siliziummodule (andere Quellen: etwa 6.000) angebracht werden, um jährlich 2,7 GWh (andere Quellen: 3,3 GWh) Strom zu liefern.

Es wird erwartet, daß die 2,2 MW Solaranlage namens Alpinsolar durch die Berglage in 2.100 m Höhe in den Wintermonaten besonders effizient arbeitet, denn die Sonneneinstrahlung wird in diesen Höhen nicht durch die sonst üblichen Winter-Nebelfelder beeinträchtigt. Zudem wird der Wirkungsgrad durch die kalte Umgebungsluft ebenso gesteigert, wie durch den Albedo-Effekt, bei dem das Sonnenlicht durch die Schneedecke reflektiert wird, so daß mehr Energie auf die Module trifft.

Ein weiterer Vorteil der Anlage ist, daß die Module fast senkrecht und optimal nach Süden ausgerichtet an der Mauer installiert sind. Damit bleibt im Winter einerseits kein Schnee auf ihnen liegen, und andererseits sind sie so besser zur tiefer stehenden Sonne ausgerichtet.

Nach gut anderthalb Jahren Planungszeit wird im Sommer 2020 mit dem Bau begonnen, wobei aufgrund fehlender Transportwege 730 Tonnen Material und Bauteile per Hubschrauber angeliefert werden müssen. Dank des schönen Sommerwetters kommen die Arbeiten aber so gut voran, daß die PV-Anlage an der 670 m langen Staumauer schon ab September Solarstrom liefern kann. Und da der Muttsee das obere Staubecken des Pumpspeicherkraftwerks Limmern ist, ist ein Netzanschluß bereits vorhanden - sowie ein Zwischenlager für nicht direkt genutzten Strom.

Anderen Informationen zufolge wird die alpine PV-Anlage von der Planeco errichtet, einer Tochterfirma der IWB, dem Energieversorger von Basel-Stadt, mit dem die Axpo das Projekt umsetzt. Abnehmer des Stroms ist die Schweizer Supermarktkette Denner. Zudem würde die Anlagenleistung der etwa 1.200 Module 410 kW betragen. Zumindest die letzte Angabe erweist sich sich als unrichtig.

Nach einem halben Jahr Betriebszeit ziehen die EWZ ein positives Zwischenfazit, denn die Anlage hat von Mitte September 2020 bis Mitte März 2021 satte 223 MWh sauberen Sonnenstrom erzeugt.

Im Oktober 2021 wird das Pionierprojekt von der schweizerischen Energieministerin Simonetta Sommaruga offiziell eröffnet, obwohl die Anlage immer noch nicht fertig ist, da Lieferengpässe der Modulhersteller und schlechte Witterung den Bauplan verhagelt haben. Nun plant Axpo die vollständige Inbetriebnahme der Anlage für August 2022.

Über eine Wasserkraftwerk-Solaranlage in Slowenien wird im August 2020 berichtet, wo der lokale Energieversorger Dravske elektrarne Maribor (DEM) am Wasserkraftwerk Zlatoličje, dem größten des Landes, bis Ende des Jahres für 2 Mio. € eine 905 m lange PV-Anlage aus ca. 6.000 Paneelen errichtet – allerdings am linken Ufer des Abflußkanals des Kraftwerks, da dieses ein Flußkraftwerk ist und keine große Staumauer hat. Bei einer Gesamtleistung von fast 2,7 MW wird mit einer Jahresproduktion von etwa 3 GWh gerechnet. Am Standort besteht bereits eine 777 kW Solaranlage auf den Dächern des Maschinenraums, der Garage und neben der Einlaßseite des Kanals.

Das aktuelle Segment ist das fünfte eines größeren, im Entstehen begriffenen Solarkraftwerks mit einer Gesamtleistung von rund 30 MW und einer geschätzten Jahresproduktion von 37 GWh, das in den kommenden Jahren an den Zu- und Abflußkanälen der Wasserkraftwerke Zlatoličje und Formin errichtet werden soll.

In Deutschland plant der Betreiber Vattenfall Wasserkraft GmbH im Rahmen des Programms pv@hydro an seinen Pumpspeicherkraftwerken in Sachsen und Schleswig-Holstein Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von 7 MW zu errichten, welche die vor Ort vorhandene technische Infrastruktur nutzen.

Als erstes entsteht ab Oktober 2020 eine 4,3 MW Photovoltaikanlage am Pumpspeicherwerk Markersbach – dem zweitgrößten in Deutschland – im Osterzgebirge am Fluß Große Mittweida. Hier werden unterhalb der Dammkrone des 830 m hoch gelegenen Oberbeckens 11.000 Module auf 1.300 m Länge installiert. Es wird erwartet, daß die jährlich produzierte Menge Sonnenstrom dem Jahresbedarf von rund 1.500 deutschen Durchschnittshaushalten entspricht.

Die Stromeinspeisung ins Netz ist auch das Hauptziel der Anlage, denn zum Betreiben einer Maschine im Pumpspeicherwerk werden 186 MW benötigt, die fast 45-fache Menge des Solarparks Markersbach, der im Frühjahr 2021 ans Netz gehen soll. Ebenfalls noch im Jahr 2020 will Vattenfall auch am Standort des Pumpspeicherwerks Geesthacht in Schleswig Holstein eine 2,4 MW Photovoltaik-Anlage installieren.

Kontextbezogen soll an dieser Stelle auch auf eine Deich-Solaranlage in den Niederlanden verwiesen werden, der vermutlich ersten weltweit. Ende Juli 2020 wird auf dem Innendeich des Spuikom-Sees bei Ritthem in Zeeland ein 5 MW Solarprojekt gestartet, als Teil der ‚Zon op dijken‘-Studie (Sonne auf Deichen).

Der Einsatz von Photovoltaik auf Deichen bildet eine echte Herausforderung, da ein Deich ist in erster Linie für die Sicherheit vor dem Wasser gebaut ist und diese Funktion niemals gefährdet werden darf. Der Wasserverband Scheldestromen ist einer der Partner, die das Testgelände zur Verfügung stellen, während das Projekt von TKI Urban Energy finanziell unterstützt wird.

Die Studie wird von einem Konsortium aus Behörden, Wissenschaftsinstituten und Systembauern durchgeführt, darunter die TNO, die uns bei den Solarstraßen schon mehrfach begegnet ist, sowie die Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA), eine Stiftung für angewandte Wasserwirtschafts-Forschung. Die Niederlande verfügen über 3.500 km Deiche, deren Böschungen den Forschern zufolge für bis zu 2,9 GW Photovoltaik genutzt werden könnten.

Am Standort bei Ritthem sind in den vergangenen Monaten verschiedene Module-Flächen installiert worden – von denen eine das Bild des niederländischen Admirals Michiel de Ruyter aus dem 17. Jahrhundert trägt – warum auch immer. Einer der beteiligten Systembauer ist die Firma Delmeco, die ein innovatives, in den Deich integriertes System testet. Ein anderer Typ stammt von der Firma Eurorail, deren System über den Deich hinausragt und sich günstig auf das Deichdeckwerk auswirken dürfte.

Nach Fertigstellung wird der Deich periodisch inspiziert und mit Hilfe eines Netzwerks von Sensoren kontinuierlich überwacht. Da die Grasnarbe ein wichtiger Bestandteil für das einwandfreie Funktionieren des Deiches ist, überwacht die Wageningen University & Research die Auswirkungen der Beschattung auf den Rasen.

Der Versuch wird bis Mitte 2024 dauern. Danach wird der Prüfstand entfernt und der Deich wieder in seinen ursprünglichen Zustand versetzt. Das Ergebnis der Studie in Ritthem wird in der regionalen Energiestrategie berücksichtigt werden und das Konsortium wird dann beraten, ob zusätzliche Forschung notwendig ist. Die Photovoltaik-Systeme müssen möglicherweise so konstruiert werden, daß die ursprüngliche Funktionalität der Deiche verbessert wird. Dies könnte ein attraktives wirtschaftliches Szenario darstellen, da Deiche unabhängig vom Thema Photovoltaik regelmäßig verstärkt werden müssen.

Zudem werden bereits Vorbereitungen für einen Versuch mit Solarpaneelen auf dem Knardijk getroffen, einem Abschottungsdeich zwischen Ost- und Süd-Flevoland.

 

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