Steigern PV-Anlagen die Klimaresilienz von Seen?
Drei Jahre lang haben Forschende die Auswirkungen von Floating-PV-Anlagen auf künstliche Seen dokumentiert. Die Ergebnisse lassen positive Effekte für die Gewässer vermuten.
Forschende untersuchten exemplarisch die Auswirkungen von Floating-PV-Anlagen auf künstliche Gewässer. Im Bild die Anlage im niederländischen Sekdoorn nahe Zwolle.
Foto: BayWa r.e.
Im Rahmen des Projekts „FPV4Resilience“ hat ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und der Universität Freiburg über drei Jahre hinweg die Auswirkungen von Floating-PV-Anlagen auf künstlichen Seen analysiert. Die positiven Ergebnisse: Bei keinem der drei betrachteten Standorte konnten die Forschenden deutliche Auswirkungen auf die Wasserqualität feststellen. Leichte Änderungen in der Wassertemperatur und die Besiedlung der PV-Systeme durch Muschelkolonien könnten im Hinblick auf den Klimawandel sogar einen positiven Beitrag zum Zustand der Gewässer leisten, so die Wissenschaftler.
Betrachtet wurden Anlagen im rheinland-pfälzischen Leimersheim, im alpinen Toules (Schweiz) sowie in Sekdoorn, in den Niederlanden. Die Gewässer unterscheiden sich stark hinsichtlich ihrer Belegung mit Photovoltaik und in ihrem Systemdesign. Sie werden als Wasserkraftstausee, beziehungsweise zum Sand- und Kiesabbau genutzt. Zwei der schwimmenden PV-Anlagen sind seit 2019 in Betrieb, die Floating-PV-Anlage in Leimersheim seit Mai 2021.
Floating-PV auf dem Lac des Toules à Bourg-Saint-Pierre in der Schweiz.
Foto: Valentin Flauraud/Romande Energie
Klimawandel: PV macht Seen resilienter
Durch seine Messungen konnte das Forschungsteam belegen, dass die geringere Sonneneinstrahlung unter der Floating-PV Anlage zu niedrigeren Wassertemperaturen im Sommer führt. Gleichzeitig reduzierte die schwimmende PV im Winter den Wärmeverlust der Seen, wodurch die Wassertemperaturen leicht erhöht blieben. Beide Effekte wirkten am stärksten bei der größten Floating-PV-Anlage in Sekdoorn. Hier sind die PV-Module in Ost-West-Belegung auf einer Metall-Unterkonstruktion angebracht, die mittels Schwimmkörpern den nötigen Auftrieb erfährt.
„Die Änderung der Wassertemperatur sowie weitere Faktoren, die wir erfasst haben, wie Sauerstoffgehalt und Nährstoffzusammensetzung, hatten in den zwei Jahren der Messungen keine nennenswerte Auswirkung auf die Wasserqualität dieser Gewässer und lagen oftmals im Bereich der Messungenauigkeit“, berichtet Konstantin Ilgen, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „Mit Blick auf den Klimawandel und damit immer heißere Sommer könnte dieser Effekt in Zukunft jedoch positiv für die Seen sein. Erste Modellierungen weisen darauf hin, auch wenn hier noch mehr Forschung nötig ist“, so Ilgen.
Die betrachtete Anlage in Leimersheim.
Foto: Erdgas Südwest GmbH
Zusammenspiel mit Flora und Fauna muss weiter untersucht werden
An zwei der schwimmenden Anlagen haben sich an den Unterkonstruktionen Muschelkolonien angesiedelt. Eine genauere Untersuchung der Muscheln an einer Anlage habe gezeigt, dass deren Atmung die Sauerstoffkonzentration im Wasser verringert, die Muscheln aber gleichzeitig das Wasser filtern und Phosphor binden.
Strukturierte Beobachtungen der Vogelpopulation an dem See in den Niederlanden dokumentierten 25 Vogelarten auf und am Wasser. Elf davon befanden sich auf der Floating PV-Anlage, darunter auch seltene Vogelarten wie der Kiebitz oder die Bekassine. Die Vögel nutzten die Anlage als Rastplatz, als Ausgangsort zum Jagen oder zum Nestbau.
„Auch konnten wir beobachten, dass oftmals andere, menschengemachte Einflüsse den Effekt der Floating-PV-Anlage überlagern. Daran sieht man, wie komplex das Zusammenspiel von wirtschaftlicher Nutzung, Flora, Fauna und der Floating PV-Anlage ist“, erklärt Ilgen. „Wir sind deshalb noch nicht so weit, dass wir die Ergebnisse der letzten drei Jahre auf andere Seen mit Floating-PV übertragen können“, so der Wissenschaftler.
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