Schwimmende Photovoltaikanlage in Renchen

1 Jahr Schwim­mende Photo­voltaik­anlage Renchen – eine Erfolgs­bilanz

Stromerzeugung über Plan, keine Auswirkungen auf die Umwelt, wirtschaftlich sinnvoll – die Bilanz nach einem Jahr fällt bei der schwimmenden Photovoltaikanlage im badischen Renchen äußerst positiv aus. Warum dieses Projekt so erfolgreich ist – hier alle Details.

Im Sommer 2019 hat Erdgas Südwest die bis dato größte schwimmende Photovoltaikanlage Deutschlands auf einem Baggersee im badischen Maiwald bei Renchen (BW) in Betrieb genommen. Wie bei neuartigen technischen Projekten dieser Dimension üblich und verständlich, wurde das Projekt einer „Floating PV“ zu Beginn mit vielen Fragen und einer gewissen Skepsis begleitet. Die Bilanz nach einem Jahr zeigt: Die Bedenken erweisen sich letztlich als unbegründet. Es lief sogar alles besser als geplant, wie Hubert Grund, Betriebsleiter Baustoffwerke bei der Ossola GmbH, im Gespräch bestätigt.

Stromertrag: Viel höher als geplant

Die Solaranlage auf dem Baggersee des Kieswerks Ossola im badischen Renchen (Ortsteil Maiwald) verfügt über eine maximale Leistung von 749 kWpeak. Dieser technische Wert bedeutet, dass die 2.304 auf dem Baggersee auf einer Pontonkonstruktion schwimmenden und zusammengeschalteten Photovoltaik-Module unter optimalen Bedingungen diese maximale Leistung liefern. 

Auf der Basis entsprechender Erfahrungswerte mit ähnlichen Anlagen in Süddeutschland wurde der erwartbare Ertrag auf 800.000 kWh Strom pro Jahr geschätzt. 

Tatsächlich war der Stromertrag der Anlage in Renchen erheblich höher als geplant. 853.328 kWh wurden in den ersten 12 Monaten erzeugt. Zum größten Teil ist diese Steigerung wohl dem guten Wetter in dem Zeitraum geschuldet. Die Anzahl an Sonnenstunden lag im Spätsommer 2019 und im ersten Halbjahr 2020 durchgängig und teilweise erheblich über dem langjährigen Durchschnitt. (1)

Allerdings ist zu vermuten, dass es nicht unbedingt nur mit dem guten Wetter in diesem Zeitraum zusammenhängt, dass die Anlage viel mehr Strom geliefert hat als prognostiziert. Auch die Position der Solarmodule knapp über der Wasseroberfläche könnte dazu beitragen. Denn PV-Module liefern dann die höchste Leistung, wenn die Umgebungstemperatur etwa 20 Grad beträgt. Die relative gleichbleibende Temperatur des Wassers in dem tiefen See trägt also bei Hitze zur Kühlung und bei Kälte zur Erwärmung bei. Die internen Berechnungen seitens Erdgas Südwest ergeben jedenfalls, dass auch wetterbereinigt die Anlage im Vergleich zu Landanlagen einen Mehrertrag von rund 3-4% mit sich bringt. Woran das genau liegt, wird man beobachten müssen.

Stromertrag der Schwimmenden Photovoltaikanlage in Maiwald (Renchen) in den ersten 12 Monaten nach Inbetriebnahme. Vergleich des geplanten und des tatsächlichen Ertrags.

Eigenverbrauch: Viel mehr als geplant

Ein wichtiger strategischer Vorteil bei der Standortwahl für diese Floating PV war von Beginn an der enge räumliche Zusammenhang von Stromerzeugung und Stromverbrauch. Der Strom, der mit der Anlage auf dem Baggersee erzeugt wird, kann direkt vor Ort vom Maschinenpark des Kieswerks genutzt werden. Für die betriebswirtschaftliche Kalkulation der Anlage ist es zudem von zentraler Bedeutung, wie hoch der Anteil des im Eigenverbrauch genutzten Stroms ausfällt. Bei Inbetriebnahme rechnete man mit maximal zwei Drittel (66 %). Tatsächlich lag die Eigenverbrauchsquote bei  75 %. Drei Viertel des erzeugten Sonnenstroms werden also gleich vor Ort verbraucht. Das spart volkswirtschaftliche Kosten bei der Infrastruktur. Das heißt, dass ursprünglich geplant war, dass das Kieswerk etwa 530 MWh selbst verbraucht, geworden sind es etwa 650 MWh – 22 % mehr als ursprünglich geplant.

Des weiteren ergibt sich daraus die Frage, ob nicht die Quote noch weiter erhöht werden könnte, wenn der Strombezug des Kieswerks sich an die Erzeugungszeiten anpasst. Dazu erklärt Hubert Grund, Betriebsleiter Baustoffwerke bei der Ossola GmbH: „Eine Anpassung unseres Kerngeschäftes durchzuführen, um möglicherweise nochmals 2 – 3 % rauszuholen, ist aktuell kein Thema, da Aufwand und Nutzen nicht in sinnvoller Relation stehen. Sofern wir unsere Anlage erweitern, ist eine weitere Optimierung auch in Bezug auf unser operatives Geschäft sicher eine Option, die wir simulieren werden.“

CO2-Einsparung: Viel mehr als geplant

Ziel der aktuellen Energiepolitik ist die Dekarbonisierung der Energieversorgung. Wir haben in diesem Blogartikel detailliert erläutert, was die Dekarbonisierung genau bedeutet. Im Kern geht es darum, private und gewerbliche Stromverbraucher mit klimaneutraler Energie zu versorgen. Im Fall des Kieswerks soll eben die Produktion von Baustoffen möglichst klimaneutral organisiert werden, indem Bagger, Förderbänder und Aufbereitungsanlagen mit Strom aus erneuerbarer Energie versorgt werden. In der Planungsphase wurde errechnet, dass durch die PV-Anlage auf dem Baggersee etwa 560 Tonnen CO2 pro Jahr durch das Kieswerk eingespart werden. Dieser Wert ist nun deutlich gestiegen – auf Grund der erfolgreicheren Stromerzeugung sowie der besser als geplanten Eigenverbrauchsquote. 

Die Finanzen: Es lohnt sich

Investitionen müssen sich lohnen, sonst werden sie nicht getätigt. Dass sich eine Solaranlage mittelfristig lohnt – auch ohne staatliche Förderung und in unseren Breitengraden – ist längst erwiesen. Die Frage ist nur, wie schnell sich die Anlage amortisiert. Hubert Grund: „Für eine detaillierte Aussage ist es hier noch zu früh. Hier spielen ja auch noch unsere aktuellen Bezugsverträge eine Rolle in der Gesamtkalkulation. Man kann jedoch festhalten, dass die prognostizierten Einsparungen von 10 % sehr realistisch sind und wir hinsichtlich der Amortisationszeiten der Anlage von 8 bis 10 Jahren auf Kurs sind. Auch wenn wir als Pilotanlage das Projekt mit der Erdgas Südwest realisiert haben, muss für uns ein solches Projekt auch wirtschaftlich tragfähig sein und dies ist nach bisheriger Beurteilung absolut gegeben.“

Hubert Grund vor der Schwimmenden Photovoltaikanlage in Renchen (Quelle: Ossola GmbH)

Umwelt: Biotop unbelastet

In der Öffentlichkeit wird die Frage, ob eine PV-Anlage auf einem Gewässer sich negativ auf dessen Qualität als Biotop oder Naherholungsgebiet auswirkt, oft gestellt. Zur Beurteilung des Sachverhalts kann man zunächst feststellen, dass es sich bei Baggerseen an Kieswerken um gewerblich intensiv genutzte Flächen handelt. Diese sind für die Öffentlichkeit nicht zugänglich und jeglicher Aufenthalt am oder gar im Gewässer streng verboten – aus Sicherheitsgründen. Einen Wert als Naherholungsgebiet haben solche künstlichen Seen also nicht. 

Verbote beeindrucken allerdings die Natur wenig und daher entwickeln sich auch Baggerseen zum Lebensraum für Fische, Vögel, Pflanzen, Insekten usw. Die Auswirkungen der schwimmenden PV-Anlage auf deren Wohlbefinden wurde vorab in entsprechenden Gutachten und Verfahren bei den staatlichen Aufsichtsbehörden geprüft und als unbelastend beurteilt. 12 Monate späten können diese Gutachten nur bestätigt werden. „Bisher lassen sich hier keine Veränderungen beobachten. Auch in der Vergangenheit sind wir in Bezug auf unser Gewässer immer in Überprüfungszyklen und hier lassen sich keine Auswirkungen feststellen. Sicher muss man auch berücksichtigen, dass mit 2 % Flächenbelegung, mögliche Auswirkungen als gering einzuschätzen sind. Die Erdgas Südwest wird dies aber weiter begleiten und so soll in Zukunft auch im Rahmen limnologischer Untersuchungen die Anlage im Sinne Verschattung der Seefläche, Algenbildung und Fischpopulation eine Dokumentation stattfinden. Dies wird sicher auch in Bezug auf weitere Anlagen interessant sein, um hier auf Basis der Referenzanlage Ableitungen zu treffen.“, sagt Hubert Grund.

Die wichtigsten Community-Fragen rund um die schwimmende Photovoltaikanlage haben wir in diesem Artikel beantwortet.

Foto der schwimmenden PV-Anlage in Renchen
Detail der schwimmenden PV-Anlage in Renchen. Man sieht die Zuführung der Kabel über der Wasseroberfläche.

Anlage ist sturmfest

Solarmodule durchlaufen anspruchsvolle Labortests, in denen extreme Wetterbedingungen simuliert werden. Frost, Hitze, Wind – die Anlagen müssen 20 bis 30 Jahre jedem Wetter standhalten. Bei der Anlage in Renchen kommt hinzu, dass diese auf dem Wasser schwimmt, also auf einem beweglichen Untergrund. Fazit nach einem Jahr: Auch Sturm, Hagel und Hitze hat die Anlage schadlos überstanden. So fegte im Februar 2020 der Sturm Sabine mit orkanartigen Windstärken von 10 bis 11 (über 100 km/h Windgeschwindigkeit) über den See. In Mitleidenschaft wurde dabei nur die Abdeckung der Wechselrichter an Land gezogen. Deren Dach wurde verbogen, was schnell zu reparieren war. Die Module schwankten sanft in den Wellen, das war alles.


Interview Boris Heller

Boris Heller ist Leiter der Projektentwicklung Floating PV bei Erdgas Südwest. Im Interview mit dem PV Magazine klärt er auf, warum sich schwimmende Photovoltaik-Anlagen heute bereits lohnen.


Nur minimale Verschmutzung feststellbar

Da die Anlage sich in der offenen Landschaft befindet und sich auch Vogelpopulationen des Sees bedienen, stand immer die Frage im Raum, ob es zu Verschmutzungen der Solarflächen kommt, die die Leistung der Anlage mindern. Nach Beobachtung von Hubert Grund haben sich solche Befürchtungen nicht bewahrheitet: „Hier kann man festhalten, dass sich in unserer Region das Thema Schmutz durch Enten oder Schwäne sowie Vögel absolut in Grenzen hielt. Wir hatten punktuell an den Seiten ein paar verschmutzte Module, welche mit einer Bürste schnell wieder gereinigt waren. Somit hatten wir was Reinigungsarbeiten etc. betrifft, kaum Probleme mit der Anlage. Sicher spielt Staubentwicklung bei uns vor Ort eine Rolle, allerdings muss man auch hier sagen, dass sich dies auf die Modulleistung nicht ausgewirkt hat und hier der übliche Regen im Sinne der Selbstreinigung absolut ausreichend war.“

Fazit: Floating PV ist nachhaltig und funktioniert besser als gedacht

Erträge über Plan, keine Auswirkungen auf die Umwelt, wirtschaftlich erfolgreich – die Bilanz nach einem Jahr fällt bei der Schwimmenden Photovoltaik-Anlage im badischen Renchen äußerst positiv aus. Offenbar so positiv, dass dieses Beispiel nach Beobachtungen von Hubert Grund Schule macht: „Sicher spüren wir auch bei vielen Anfragen von Kollegen die uns erreichen, dass man zunächst einmal beobachten wollte, wie sich die Anlage bei uns dann im Betrieb auch verhält. Gleichzeitig höre ich in den Gesprächen absolut, dass viele konkret solche Überlegungen vertiefen und bereits in Gesprächen sind. Nicht nur für uns als Betreiber sondern auch in Verbindung mit der Kommune ist dies einfach eine schöne Möglichkeit das Thema Energiewende mitzugestalten.“

Infografik Bilanz schwimmende PV Renchen
Bilanz: 1 Jahr schwimmende Photovoltaikanlage auf dem Baggersee eines Kieswerks in Renchen.

Interesse geweckt? Hier erfahren Sie mehr darüber, mit welchen PV-Lösungen Sie als Unternehmen Stromkosten sparen und CO2 einsparen können.


Belege
(1) https://www.wetterkontor.de/de/wetter/deutschland/monatswerte-station.asp?id=10803

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