7 Gründe, warum Photovoltaik auf einem Baggersee sinnvoll ist
Baggerseen, in denen gewerblich Sand oder Kies abgebaut wird, sind aus Sicherheitsgründen kaum öffentlich nutzbar. Mit neuen Technologien kann man auf diesen Flächen schwimmende Photovoltaikanlagen errichten. Solche Anlagen erzeugen nicht nur erneuerbaren Strom, sondern haben auch weitere Vorteile. Wir erläutern die sieben wichtigsten.
Mit Photovoltaikanlagen Strom zu erzeugen, ist eine der klimafreundlichsten und nachhaltigsten Methoden der Bereitstellung von Energie. Im Vergleich zur konventionellen Stromerzeugung in Kraftwerken besteht bei der Photovoltaik allerdings ein erhöhter Flächenbedarf. Doch man muss nicht Deutschland komplett mit PV belegen, um ausreichende Energiemengen für die Selbstversorgung zu produzieren. Zusammen mit der Windkraft reichen etwa 3%. Trotzdem: Nicht jede Fläche eignet sich für die Energieerzeugung durch Solarmodule. Daher werden solche bevorzugt, die anderweitig kaum nutzbar sind: Dächer, Industriebrachen, landwirtschaftlich wertlose Flächen usw. Nun tritt eine weitere Flächenkategorie in den Fokus: Baggerseen. Auf dem Wasser schwimmende Solarmodule wären dort möglich. Wir haben die Gründe zusammengefasst, die für eine solche Nutzung sprechen.
Grund 1: An einem Baggersee befinden sich starke Stromverbraucher.
Ein Baggersee entsteht, weil an dieser Stelle Baumaterial in Form von Kies oder Sand abgebaut wird und sich die dabei entstehende Grube mit Grundwasser füllt. Die Maschinen, die für den Betrieb eines Baggersees notwendig sind – Bagger, Förderbänder, Rüttler – werden meist komplett mit Strom betrieben. Die verbrauchten Strommengen sind aufgrund der Schwere der Arbeiten und entsprechend starker Maschinen nicht gerade gering. Strom, der auf dem See erzeugt wird, könnte also zu einem großen Teil gleich an Ort und Stelle verbraucht werden. Stromerzeugung und Stromverbrauch liegen damit in unmittelbarer Nachbarschaft. Besser geht es nicht.
Grund 2: An einem Baggersee ist die notwendige Infrastruktur bereits vorhanden.
Weil, wie beschrieben, die für den Betrieb des Baggersees notwendigen Maschinen mit Strom betrieben werden, ist dort eine entsprechende elektrische Infrastruktur vorhanden. Konkret handelt es sich dabei u.a. um Stromleitungen, Zähler oder Verteiler. Diese Infrastruktur gehört zu einem Baggersee notwendigerweise dazu. Wenn man also auf dem See stromproduzierende Photovoltaikanlagen installiert, kann man auf die vorhandene Leitungsinfrastruktur zurückgreifen, die man für das Einspeisen der Energie benötigt. Derartige Leitungen sind bei anderen Brachflächen oft nicht vorhanden und müssen daher extra errichtet werden, was zusätzliche Kosten verursacht.
Grund 3: Die Flächen sind für anderweitige Nutzung eher unattraktiv.
Ein Baggersee, der noch in Betrieb ist, ist kein Naturidyll mit Naherholungswert. Vielmehr handelt es sich zumeist um eingezäunte Flächen, die für die Öffentlichkeit nicht zugänglich sind. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Es geht um Sicherheitsaspekte. Baggerseen können Gefahren für Menschen bergen. Zum einen gehen Gefahren von den Maschinen aus, die dort betrieben werden. Zum anderen können Ufer abrutschen oder Strömungen auftreten. Daher herrscht an aktiven Baggerseen generell Badeverbot. Daher stören Solaranlagen auf diesen gewerblichen Flächen wirklich niemanden.
Die größte schwimmende Photovnooltaik-Anlage in Deutschland, die im Frühjahr 2019 von der Erdgas Südwest im baden-württembergischen Renchen gebaut wird.
Grund 4: Schwimmende PV-Anlagen erzielen gute Erträge.
Wie viel Strom eine PV-Anlage erzeugt, hängt unter anderem von den äußeren Faktoren ab, also solche außerhalb der technischen Grenzen der Module selbst. Dabei handelt es sich zum einen um die geographische Lage, die den Einfallswinkel der Sonneneinstrahlung bestimmt. Der ist übrigens in Baden-Württemberg weit besser als im Norden Deutschlands. Eine große Rolle beim Stromertrag spielt auf jeden Fall die Ausrichtung und der Neigungswinkel der Solarmodule. Am besten werden die Module mit einem Winkel von 15 bis 20° gen Süden geneigt, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Das einzuhalten ist auf dem Wasser natürlich sehr gut möglich. Ein dritter Punkt ist die teilweise Verschattung von Modulen, was man auf Hausdächern oft antrifft und eine erhebliche Leistungsminderung zur Folge haben kann. Auch dieser negative Faktor kann auf einem See vermieden werden.
Durch diese positiven Umstände sowie durch Kühlung und Reflexion werden bei schwimmenden PV-Anlagen sogar höhere Erträge erwartet als an Land.
Grund 5: Schwimmende PV-Anlagen sind gut für das Gewässer, auf dem sie sich befinden.
Stehende Gewässer wie Baggerseen, die nur durch Grundwasserzulauf und nicht durch Bäche oder Flüsse reguliert werden, haben im Sommer ein Problem: Durch die starke Sonneneinstrahlung erwärmt sich das Wasser, was zu einer starken Algenbildung führt. Die Algen entziehen dem Wasser Sauerstoff; es bleibt nichts für die Fische oder Amphibien übrig. Der See droht im schlimmsten Fall umzukippen, kann also nicht mehr genutzt werden und stellt dann keine Qualität als ökologische Nische dar. Schwimmende PV-Anlagen schaffen an dieser Stelle insofern allein dadurch Abhilfe, als sie das Gewässer verschatten. Die einstrahlende Sonnenenergie erhitzt das Wasser weniger und wird in Strom umgewandelt. Ein klarer Vorteil für den See.
Grund 6: Es gibt ausreichend Baggerseen, die sich nutzen lassen.
Die erhebliche Bautätigkeit der letzten Jahrzehnte mit einem hohen Bedarf an Baustoffen wie Kies und Sand hat in einigen Regionen die Zahl der Baggerseen steigen lassen. Allein im Einzugsgebiet der Erdgas Südwest, also z.B. in der Rheinschiene, befinden sich etwa 150 derartige Gewässer, in denen Baumaterial abgebaut wird.
Wenn man sich einmal vorstellen möchte, welche Strommengen man auf einem Baggersee erzeugen kann, dann verdeutlicht das das folgende Rechenbeispiel.
Die Grundannahme ist ein Baggersee mit den Maßen von 500 x 500 Meter = 250.000 Quadratmeter Fläche. Wenn man annimmt, dass man von so einem See sinnvoll 5% der Fläche mit Modulen belegen könnte, ergibt sich daraus folgende Rechnung:
Verfügbare Solarfläche auf dem Baggersee: 12.500 qm
Fläche eines Solarmoduls mit einer Leistung von 325 Wpeak = 1,7 qm
Wenn man 5% der Fläche dieses Beispielsees mit PV-Modulen belegen würde, hätte diese Fläche also eine maximale Leistung von 2,4 MWpeak
Das wiederum bedeutet eine durchschnittliche Stromerzeugung von etwa 3 GWh pro Jahr. Mit einer solchen Strommenge lassen sich durchschnittlich etwa 750 Haushalte mit Strom versorgen.
Grund 7: Erdgas Südwest errichtet schwimmende PV-Anlagen auf Baggerseen, weil es machbar ist.
Die Technik, PV-Module auf einem Gewässer sicher zu betreiben, ist vorhanden und erprobt. Weltweit wurden mehrere schwimmende PV-Anlagen realisiert, vor allem in Asien. Die Schwimmkörper, auf denen die PV-Module befestigt werden, bestehen aus strapazierfähigen und langlebigem PVC-Hohlkörpern. Selbstverständlich ist die technische Sicherheit gewährleistet.
Fazit
Wir als Erdgas Südwest haben mit dem Kieswerkbetreiber Ossola einen Partner gefunden, mit dem wir ein solches Projekt erstmals in Deutschland in einer Größe realisiert haben, die einen kommerziellen Betrieb ermöglicht. Die Erdgas Südwest möchte damit den Autarkiegedanken im Sinne der Eigenverbrauchslogik mit unserem Ziel verbinden, den regionalen Ausbau erneuerbarer Energien weiter voranzutreiben. Den Sicherheitsaspekt haben wir durch Gefährdungsanalysen und weitere Maßnahmen beleuchtet.
Video über Bau und Einweihung der Photovoltaik-Anlage in Renchen
Bericht des SWR über das Projekt der Erdgas Südwest in Renchen
Links
Mehr Informationen über die größte schwimmende Photovoltaikanlage in Deutschland, die in 2019 von Erdgas Südwest und dem Kieswerkbetreiber Ossola errichtet wurde, auf www.erdgas-suedwest.de/presse
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Eine Photovoltaikanlage, die auf einem Baggersee schwimmt, wird gerade von Erdgas Südwest errichtet und befindet sich kurz vor der Fertigstellung. Dieses in Deutschland einzigartige Projekt hat in unserer Facebook-Community viele Fragen ausgelöst, die wir mit diesem Artikel aufgreifen und beantworten.
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Mit Photovoltaikanlagen Strom zu erzeugen, ist eine der klimafreundlichsten und nachhaltigsten Methoden der Bereitstellung von Energie. Im Vergleich zur konventionellen Stromerzeugung in Kraftwerken besteht bei der Photovoltaik allerdings ein erhöhter Flächenbedarf. Doch man muss nicht Deutschland komplett mit PV belegen, um ausreichende Energiemengen für die Selbstversorgung zu produzieren. Zusammen mit der Windkraft reichen etwa 3%. Trotzdem: Nicht jede Fläche eignet sich für die Energieerzeugung durch Solarmodule. Daher werden solche bevorzugt, die anderweitig kaum nutzbar sind: Dächer, Industriebrachen, landwirtschaftlich wertlose Flächen usw. Nun tritt eine weitere Flächenkategorie in den Fokus: Baggerseen. Auf dem Wasser schwimmende Solarmodule wären dort möglich. Wir haben die Gründe zusammengefasst, die für eine solche Nutzung sprechen.
Grund 1: An einem Baggersee befinden sich starke Stromverbraucher.
Ein Baggersee entsteht, weil an dieser Stelle Baumaterial in Form von Kies oder Sand abgebaut wird und sich die dabei entstehende Grube mit Grundwasser füllt. Die Maschinen, die für den Betrieb eines Baggersees notwendig sind – Bagger, Förderbänder, Rüttler – werden meist komplett mit Strom betrieben. Die verbrauchten Strommengen sind aufgrund der Schwere der Arbeiten und entsprechend starker Maschinen nicht gerade gering. Strom, der auf dem See erzeugt wird, könnte also zu einem großen Teil gleich an Ort und Stelle verbraucht werden. Stromerzeugung und Stromverbrauch liegen damit in unmittelbarer Nachbarschaft. Besser geht es nicht.
Grund 2: An einem Baggersee ist die notwendige Infrastruktur bereits vorhanden.
Weil, wie beschrieben, die für den Betrieb des Baggersees notwendigen Maschinen mit Strom betrieben werden, ist dort eine entsprechende elektrische Infrastruktur vorhanden. Konkret handelt es sich dabei u.a. um Stromleitungen, Zähler oder Verteiler. Diese Infrastruktur gehört zu einem Baggersee notwendigerweise dazu. Wenn man also auf dem See stromproduzierende Photovoltaikanlagen installiert, kann man auf die vorhandene Leitungsinfrastruktur zurückgreifen, die man für das Einspeisen der Energie benötigt. Derartige Leitungen sind bei anderen Brachflächen oft nicht vorhanden und müssen daher extra errichtet werden, was zusätzliche Kosten verursacht.
Grund 3: Die Flächen sind für anderweitige Nutzung eher unattraktiv.
Ein Baggersee, der noch in Betrieb ist, ist kein Naturidyll mit Naherholungswert. Vielmehr handelt es sich zumeist um eingezäunte Flächen, die für die Öffentlichkeit nicht zugänglich sind. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Es geht um Sicherheitsaspekte. Baggerseen können Gefahren für Menschen bergen. Zum einen gehen Gefahren von den Maschinen aus, die dort betrieben werden. Zum anderen können Ufer abrutschen oder Strömungen auftreten. Daher herrscht an aktiven Baggerseen generell Badeverbot. Daher stören Solaranlagen auf diesen gewerblichen Flächen wirklich niemanden.
Grund 4: Schwimmende PV-Anlagen erzielen gute Erträge.
Wie viel Strom eine PV-Anlage erzeugt, hängt unter anderem von den äußeren Faktoren ab, also solche außerhalb der technischen Grenzen der Module selbst. Dabei handelt es sich zum einen um die geographische Lage, die den Einfallswinkel der Sonneneinstrahlung bestimmt. Der ist übrigens in Baden-Württemberg weit besser als im Norden Deutschlands. Eine große Rolle beim Stromertrag spielt auf jeden Fall die Ausrichtung und der Neigungswinkel der Solarmodule. Am besten werden die Module mit einem Winkel von 15 bis 20° gen Süden geneigt, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Das einzuhalten ist auf dem Wasser natürlich sehr gut möglich. Ein dritter Punkt ist die teilweise Verschattung von Modulen, was man auf Hausdächern oft antrifft und eine erhebliche Leistungsminderung zur Folge haben kann. Auch dieser negative Faktor kann auf einem See vermieden werden.
Durch diese positiven Umstände sowie durch Kühlung und Reflexion werden bei schwimmenden PV-Anlagen sogar höhere Erträge erwartet als an Land.
Grund 5: Schwimmende PV-Anlagen sind gut für das Gewässer, auf dem sie sich befinden.
Stehende Gewässer wie Baggerseen, die nur durch Grundwasserzulauf und nicht durch Bäche oder Flüsse reguliert werden, haben im Sommer ein Problem: Durch die starke Sonneneinstrahlung erwärmt sich das Wasser, was zu einer starken Algenbildung führt. Die Algen entziehen dem Wasser Sauerstoff; es bleibt nichts für die Fische oder Amphibien übrig. Der See droht im schlimmsten Fall umzukippen, kann also nicht mehr genutzt werden und stellt dann keine Qualität als ökologische Nische dar. Schwimmende PV-Anlagen schaffen an dieser Stelle insofern allein dadurch Abhilfe, als sie das Gewässer verschatten. Die einstrahlende Sonnenenergie erhitzt das Wasser weniger und wird in Strom umgewandelt. Ein klarer Vorteil für den See.
Grund 6: Es gibt ausreichend Baggerseen, die sich nutzen lassen.
Die erhebliche Bautätigkeit der letzten Jahrzehnte mit einem hohen Bedarf an Baustoffen wie Kies und Sand hat in einigen Regionen die Zahl der Baggerseen steigen lassen. Allein im Einzugsgebiet der Erdgas Südwest, also z.B. in der Rheinschiene, befinden sich etwa 150 derartige Gewässer, in denen Baumaterial abgebaut wird.
Wenn man sich einmal vorstellen möchte, welche Strommengen man auf einem Baggersee erzeugen kann, dann verdeutlicht das das folgende Rechenbeispiel.
Die Grundannahme ist ein Baggersee mit den Maßen von 500 x 500 Meter = 250.000 Quadratmeter Fläche. Wenn man annimmt, dass man von so einem See sinnvoll 5% der Fläche mit Modulen belegen könnte, ergibt sich daraus folgende Rechnung:
Grund 7: Erdgas Südwest errichtet schwimmende PV-Anlagen auf Baggerseen, weil es machbar ist.
Die Technik, PV-Module auf einem Gewässer sicher zu betreiben, ist vorhanden und erprobt. Weltweit wurden mehrere schwimmende PV-Anlagen realisiert, vor allem in Asien. Die Schwimmkörper, auf denen die PV-Module befestigt werden, bestehen aus strapazierfähigen und langlebigem PVC-Hohlkörpern. Selbstverständlich ist die technische Sicherheit gewährleistet.
Fazit
Wir als Erdgas Südwest haben mit dem Kieswerkbetreiber Ossola einen Partner gefunden, mit dem wir ein solches Projekt erstmals in Deutschland in einer Größe realisiert haben, die einen kommerziellen Betrieb ermöglicht. Die Erdgas Südwest möchte damit den Autarkiegedanken im Sinne der Eigenverbrauchslogik mit unserem Ziel verbinden, den regionalen Ausbau erneuerbarer Energien weiter voranzutreiben. Den Sicherheitsaspekt haben wir durch Gefährdungsanalysen und weitere Maßnahmen beleuchtet.
Video über Bau und Einweihung der Photovoltaik-Anlage in Renchen
Bericht des SWR über das Projekt der Erdgas Südwest in Renchen
Links
Mehr Informationen über die größte schwimmende Photovoltaikanlage in Deutschland, die in 2019 von Erdgas Südwest und dem Kieswerkbetreiber Ossola errichtet wurde, auf www.erdgas-suedwest.de/presse