Schwimmende Solaranlagen liefern mehr Strom als Anlagen an Land
Schwimmende Solaranlagen haben bei einem Test in Taiwan rund zwölf Prozent mehr Strom erzeugt als Anlagen an Land.
Die Offshore-Anlage vor Taiwans Küste erzeugte laut Studie rund zwölf Prozent mehr Strom als vergleichbare Solarfelder an Land. © Courtesy of Ching-Feng Chen
Solarstrom braucht Sonne – und vor allem Platz. Doch der wird in vielen Ländern knapp: Felder sollen Lebensmittel liefern, Städte wachsen, Industrie benötigt Flächen, und neue Solarparks stoßen vor Ort oft auf Widerstand. Dass es auch anders gehen kann, zeigt ein großes Offshore-Projekt vor der Küste Taiwans. Dort erzeugten schwimmende Solaranlagen auf dem Meer mehr Strom als vergleichbare Anlagen an Land – bei gleichzeitig günstigerer CO₂-Bilanz.
Verglichen wurden dafür zwei Anlagen mit ähnlicher Technik: eine klassische Photovoltaikanlage an Land und eine große Offshore-Anlage vor Taiwan. Die Analyse erschien im Journal of Renewable and Sustainable Energy. Ihr Ergebnis: Auf dem Meer lieferte die Anlage über ihre Lebensdauer mehr Strom und vermied mehr CO₂.
Schwimmende Solaranlagen liefern offenbar mehr Strom
Die Wissenschaftler betrachteten dafür ein großes Offshore-Projekt in Changhua. Dabei handelt es sich um Taiwans erste kommerzielle Großanlage dieser Art. Die Photovoltaikmodule schwimmen dort in Küstennähe auf dem Wasser. Zum Vergleich diente ein Solarfeld im Changbin Industrial Park.
Für die Analyse nutzten die Forscher identische Bedingungen. Beide Systeme verwendeten dieselben Solarmodule. Die Lebensdauer setzten die Autoren auf 25 Jahre an. Außerdem gingen sie bei beiden Anlagen von einem jährlichen Leistungsverlust von 0,5 Prozent aus.
Das Ergebnis fiel deutlich aus. Die Offshore-Anlage erzeugte über ihre Lebensdauer rund 2047 Gigawattstunden Strom. Die Solaranlage an Land kam auf etwa 1828 Gigawattstunden. Der Unterschied lag bei ungefähr zwölf Prozent.
Wasser schützt die Module vor großer Hitze
Ein Grund für den höheren Stromertrag dürfte das Wasser sein. Solarmodule arbeiten bei großer Hitze weniger effizient. Auf dem Meer bleiben die Temperaturen oft niedriger, weil Wasser Wärme aufnimmt und die Umgebung kühlt. „Selbst wenn beide Systeme ähnliche Technik nutzen, kann die Platzierung auf Wasser sie effektiver machen“, erklärt Autor Ching-Feng Chen.
Hinzu kommen besondere Bedingungen auf dem Meer. Luftbewegungen, Gezeiten und regelmäßiger Wasserkontakt beeinflussen die Temperatur der Anlagen. Die Studie nennt diese Umweltbedingungen ausdrücklich als möglichen Vorteil der Offshore-Systeme.
Die Forscher berücksichtigten außerdem die gesamte Lebensdauer der Anlagen. In die Berechnung flossen Herstellung, Betrieb und erwartete Stromproduktion ein. Dadurch ließ sich die Klimabilanz beider Systeme vergleichen.
Schwimmende Solaranlagen sparen mehr CO₂ ein
Die Offshore-Anlage vermied laut Berechnung rund 1,013 Millionen Tonnen CO₂. Die Solaranlage an Land kam auf etwa 905.000 Tonnen.
Die Autoren nutzten dafür den offiziellen Emissionsfaktor des taiwanischen Stromnetzes. Dadurch ließ sich berechnen, welche Menge fossiler Emissionen die Solaranlagen theoretisch ersetzen könnten.
Auch wirtschaftlich könnte das interessant werden. Die Wissenschaftler rechnen mit Vorteilen beim Emissionshandel, weil Offshore-Anlagen über ihre Laufzeit mehr Strom erzeugen.
Warum die Fläche für die Energiewende immer wichtiger wird
Taiwan kämpft seit Jahren mit Platzmangel. Das Land besitzt eine hohe Bevölkerungsdichte und nur begrenzte freie Flächen für neue Solarparks. Die Forscher beschreiben Offshore-Anlagen deshalb als mögliche Ergänzung für Regionen, in denen Flächen knapp werden.
Dieses Problem betrifft längst nicht nur Asien. Auch in Deutschland sorgen große Solarprojekte regelmäßig für Diskussionen. Gemeinden streiten über versiegelte Böden, verlorene Ackerflächen oder Eingriffe in Landschaften.
Schwimmende Solaranlagen umgehen einen Teil dieser Konflikte. Sie benötigen keine zusätzlichen Flächen an Land. Stattdessen nutzen sie Küstenzonen, Stauseen oder künstliche Gewässer.
Die Studie nennt mehrere Bedingungen, die Offshore-Solaranlagen besonders interessant machen könnten:
- wenig freie Fläche an Land
- hoher Strombedarf
- dichter besiedelte Regionen
- Ausbau erneuerbarer Energien nahe großer Städte
Küstenregionen könnten künftig stärker genutzt werden
Die Studie betrachtet auch mögliche Nachteile der Technik. Salzwasser, Feuchtigkeit und Gezeiten belasten Material und Konstruktion deutlich stärker als Anlagen auf festem Boden. Trotzdem schnitt die Offshore-Anlage im Vergleich besser ab.
Der Unterschied beim Stromertrag wirkt zunächst überschaubar. Über Jahrzehnte gerechnet entstehen daraus allerdings enorme Energiemengen. Im untersuchten Fall lag der Vorsprung der Offshore-Anlage bei mehr als 219 Gigawattstunden Strom.
Kurz zusammengefasst:
- Schwimmende Solaranlagen erzeugten in einer taiwanischen Studie rund zwölf Prozent mehr Strom als vergleichbare Anlagen an Land.
- Das Meerwasser kühlte die Solarmodule offenbar ab, wodurch die Anlagen effizienter arbeiteten und mehr CO₂ einsparten.
- Offshore-Solaranlagen könnten für dicht besiedelte Länder interessant werden, weil sie weniger Fläche an Land benötigen.
Übrigens: Während schwimmende Solaranlagen ganze Meeresflächen nutzen, könnte neue Solarfarbe künftig sogar Hauswände in kleine Kraftwerke verwandeln. Noch arbeitet die Technik weniger effizient als klassische Solarmodule – Forscher sehen trotzdem großes Potenzial. Mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © Courtesy of Ching-Feng Chen
