Fraunhofer ISE veröffentlicht Leitfaden für schwimmende Photovoltaik-Anlagen

Schwimmende Photovoltaik-Anlagen in Deutschland werden bislang kaum realisiert. Dies liegt unter anderem an den eher schwierigen Förderbedingungen, die im EEG definiert sind. Weltweit stieg die installierte Leistung der schwimmenden Photovoltaik-Anlagen von 10 Megawatt im Jahr 2014 auf rund 7,7 Gigawatt im Jahr 2023. Hierzulande gibt es hingegen nur wenige Projekte, die überhaupt eine Leistung von einem Megawatt erreichen oder diese übersteigen. Dabei liegt das Potenzial zwischen 13,7 und 19,1 Gigawatt. Selbst wenn nur, wie im EEG vorgesehen, 15 Prozent der verfügbaren Wasserflächen mit Solarmodulen versehen würden. Dies hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ermittelt. Erhebliches Potenzial bestehe dabei vor allem auf künstlich geschaffenen oder industriell genutzten Wasserflächen. Insbesondere Kies- und Baggerseen eigneten sich, da hier der Strom direkt in benachbarte Industrieprozesse eingespeist werden kann.

In einem Leitfaden gibt das Fraunhofer ISE nun einen Überblick über den Bau, den Betrieb und die Planung schwimmender Photovoltaik-Anlagen. Das Dokument richtet sich insbesondere an Kommunen, Stadtwerke und Energieversorger, teilt das Institut mit. Die Autoren erläutern technische Komponenten wie Unterkonstruktion, Module und Wechselrichter. Für die Planung und den Betrieb von schwimmenden Photovoltaik-Anlagen analysieren sie Standortfaktoren, Stromertrag und die elektrische Sicherheit. Außerdem betrachten sie die Wirtschaftlichkeit geplanter Anlagen.

Wirtschaftlichkeitsrechnung zu Investitions- und Betriebskosten

So liefert der Leitfaden eine erste Grobeinschätzung zu Investitions- und Betriebskosten schwimmender Photovoltaik-Anlagen. Die Investitionskosten variieren je nach Systemdesign und Standortbedingungen und liegen zwischen 1100 und 2130 Euro pro Kilowatt installierter Leistung. Rund die Hälfte der Investitionskosten entfällt demnach auf Unterkonstruktion und Module. Hinzu kommen jährliche Betriebskosten von 14 bis 17 Euro pro Kilowatt. Auch die Stromgestehungskosten werden in dem Leitfaden analysiert. Bei statischer Südausrichtung liegen sie mit etwa neun Cent pro Kilowattstunde am niedrigsten. Nachgeführte Systeme versprechen zwar höhere Erträge, verursachen jedoch signifikante Mehrkosten und erreichen mit bis zu 14,3 Cent pro Kilowattstunde schlechtere Wirtschaftlichkeitswerte. Für den deutschen Markt empfiehlt das Fraunhofer ISE daher derzeit statische Anlagenkonzepte.

Die Wirtschaftlichkeit hängt zudem stark vom Geschäftsmodell ab: Eigenverbrauch, Netzeinspeisung oder Stromabnahmeverträge (PPAs) sind gängige Optionen. Hybride Konzepte mit Batteriespeichern oder Beteiligungsmodelle mit Bürgern könnten Rentabilität und Akzeptanz steigern, heißt es im Leitfaden.

Die Autoren zeigen Wege auf, wie die Energieerzeugung optimiert werden kann und dabei gleichzeitig Umweltwirkungen minimiert werden können. Ein Schwerpunkt des Leitfadens liegt auf der Nachhaltigkeitsbewertung schwimmender Photovoltaik-Anlagen. Sie können demnach nicht nur zur Einsparung von Landflächen beitragen, sondern auch durch natürliche Kühlung die Energieausbeute verbessern. Die Analyse des Fraunhofer ISE berücksichtigt dabei ökologische, ökonomische und soziale Aspekte.

Zudem behandelt der Leitfaden rechtliche Rahmenbedingungen und das Thema Akzeptanz. Abschließend werden aktuelle Forschungsprojekte des Fraunhofer ISE im Bereich schwimmender Photovoltaik-Anlagen vorgestellt. Der Leitfaden basiert auf Erkenntnissen aus den Forschungsprojekten „PV2Float“ und „FPV4Resilience“, die vom Bundeswirtschaftsministerium sowie dem Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg (LZN) gefördert wurden.

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