Energieausbeute auf dem Baggersee
Rund 1,7 Millionen Solaranlagen gibt es aktuell in Deutschland. Die meisten davon sind auf Haus- und Hallendächern installiert, ein paar Tausend stehen als größere Solarparks auf der grünen Wiese. Photovoltaikanlagen auf dem Wasser gibt es dagegen hierzulande bislang kaum. Dabei sind die Vorteile schwimmender Solarkraftwerke immens: Es gibt insbesondere bei Baggerseen, die für die Öffentlichkeit gesperrt sind, keine konkurrierenden Nutzungsmöglichkeiten wie bei Freiflächenanlagen. Kein Landwirt kann einwenden, ihm würden Flächen genommen. Kein Stadtplaner kann monieren, potenzielles Bauland werde verplant. Effizient sind PV-Anlagen auf Baggerseen obendrein: Durch die Kühlung des Wassers ist im Vergleich zu Freiflächen- oder Dachanlagen bei schwimmenden Solarmodulen sogar ein Mehrertrag möglich. Warum?
Solarmodule liefern – physikalisch bedingt – die höchste Leistung bei Umgebungstemperaturen von um die 20 Grad. Im Hochsommer erzeugen freistehende oder auf Haus- sowie Hallendächern montierte Solaranlagen zwar wegen der vielen Sonnenstunden insgesamt mehr Strom als in weniger warmen Monaten. Sie erreichen in der Mittagshitze aber nicht ihre maximale Leistung, weil es schlicht zu warm ist.
Auf einem Gewässer hingegen entsteht durch die relativ konstante Temperatur des Wassers – im Sommer kühler als die Umgebung, im Winter wärmer – ein positiver Effekt auf die Solarmodule. Noch gibt es nur Erfahrungswerte wie etwa den Stromertrag im ersten Betriebsjahr der Solaranlage auf dem Baggersee Maiwald. Aber schon jetzt ist klar, dass ein Effekt gegeben ist. Der Stromertrag liegt um mehrere Prozent höher als beispielsweise bei Dachanlagen, bei denen darüber hinaus auch zeitweise Verschattungen – etwa durch benachbarte Gebäude – den Ertrag schmälern können.
2.300 schwimmende Solarmodule
Die Erdgas Südwest hat das erhebliche Potenzial erkannt und 2019 in Renchen bei Achern (Ortenaukreis) auf dem etwa 43 Hektar großen Baggersee Maiwald die bislang größte schwimmende Photovoltaikanlage in Deutschland installiert. Die 750 Kilowatt starke PV-Anlage bedeckt mit ihren 2.300 auf der Wasseroberfläche schwimmenden und mit einer Uferverankerung fixierten Solarmodulen gerade einmal zwei Prozent der Seefläche, lieferte im ersten Betriebsjahr seit dem Start im Juli 2019 aber bereits 860.000 Kilowattstunden grünen Strom – rund 60.000 kWh mehr als erwartet. Drei Viertel des erzeugten Stroms flossen in die Eigenversorgung des energieintensiven Kieswerks vor Ort, das in dem künstlichen See mineralische Rohstoffe ausgebaggert und vor Ort aufbereitet. Der überschüssige Strom ging über das Virtuelle Kraftwerk der EnBW in die Direktvermarktung.
Saubere Stromerzeugung
Mit dem grünen PV-Strom für den Betrieb von schweren Geräten wie Baggern und Förderbändern spart der Kiesgrubenbetreiber etwa 560 Tonnen CO₂ pro Jahr ein, ohne dafür eigene Flächen bereithalten zu müssen – der genutzte Baggersee in sonnenverwöhnter Lage ist ja ohnehin da. Überdies schlägt sich das Konzept der sauberen Stromerzeugung auf dem Baggersee auch in den Stromkosten nieder, die im ersten Betriebsjahr der PV-Anlage um zehn Prozent gegenüber dem Vorjahr sanken.
Den teilweise extremen Wetterbedingungen hielt die Anlage bislang tadellos stand. So ist der Hitzesommer 2019 genauso schadlos an der Anlage vorbeigegangen wie der stürmische Februar 2020. Windgeschwindigkeiten mit mehr als 100 km/h und somit Windstärke 10-11 verursachten lediglich ein verbogenes Dach der Wechselrichter, das schnell repariert war. Die Module auf dem Wasser wiederum zeigten sich sturm- und wetterresistent.
„Floating PV“: Weitere Anlagen gehen in Betrieb
Nach den positiven Erfahrungen mit der ersten schwimmenden Solaranlage plant die EnBW-Tochter Erdgas Südwest derzeit zwei weitere Anlagen auf einem Baggersee in Leimersheim mit einer Gesamtleistung von 1,5 Megawatt, die kurz vor der Inbetriebnahme stehen. Bei dem Projekt „Floating PV“ werden insgesamt 3.800 Solarmodule auf einer schwimmenden Pontonkonstruktion installiert. Den Strom nimmt wieder teilweise ein örtliches Kieswerk ab. „Gerade energieintensive Kieswerke sind für die Umstellung auf vor Ort produzierten PV-Strom optimal geeignet, denn die Sonne scheint vornehmlich zu Produktionszeiten. Damit passt die Stromerzeugung genau zu den Lastgängen“, erklärt Boris Heller, Teamleiter Projektentwicklung der Erdgas Südwest.
Gerade energieintensive Kieswerke sind für die Umstellung auf vor Ort produzierten PV-Strom optimal geeignet, denn die Sonne scheint vornehmlich zu Produktionszeiten.
Rekordprojekt: Schwimmende PV in Leimersheim
In Leimersheim hat die EnBW-Tochter Erdgas Südwest auf dem Baggersee eines Sand- und Kieswerks die derzeit größte schwimmende Photovoltaikanlage Deutschlands errichtet.
Wieder wird das Kieswerk dank der effizienten Versorgung Stromkosten sparen, mit dem grünen PV-Strom Hunderte Tonnen CO₂ vermeiden und gemeinsam mit der EnBW-Tochter die Energiewende durch die Nutzung neuer Flächenpotenziale voranbringen – eine absolute Win-win-Situation für alle Beteiligten und die Umwelt. Übrigens: Allein im Einzugsgebiet der Erdgas Südwest befinden sich etwa 150 Gewässer, in denen Kies und Sand für die Baubranche abgebaut wird. Entsprechend hat die Erdgas Südwest bereits weitere Projekte im Blick, die die Energiewende vorantreiben und so einen Beitrag zum Klimaschutz leisten werden …