Solarenergie ist eine sehr saubere Art der Stromerzeugung. In vielen tropischen Ländern mit reichlich Sonnenschein und hoher Solarstromeffizienz ist die Wirtschaftlichkeit von Solarkraftwerken jedoch unzureichend. Solarkraftwerke sind die gängigste Form traditioneller Kraftwerke im Bereich der Solarenergie. Sie bestehen in der Regel aus Hunderten oder sogar Tausenden von Solarmodulen und liefern Strom für unzählige Haushalte und Unternehmen. Daher benötigen Solarkraftwerke zwangsläufig große Flächen. In dicht besiedelten asiatischen Ländern wie Indien und Singapur ist das für den Bau von Solarkraftwerken verfügbare Land jedoch sehr knapp oder teuer, oft sogar beides.
Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, ein Solarkraftwerk auf dem Wasser zu errichten. Die Solarmodule werden dabei von einem schwimmenden Gestell getragen und miteinander verbunden. Diese schwimmenden Gestelle sind hohl und werden im Blasformverfahren hergestellt. Die Kosten sind vergleichsweise gering. Man kann sie sich wie ein Wasserbettnetz aus robustem, formstabilem Kunststoff vorstellen. Geeignete Standorte für diese Art von schwimmenden Photovoltaik-Kraftwerken sind natürliche Seen, künstliche Stauseen sowie stillgelegte Bergwerke und Tümpel.
Landressourcen schonen und schwimmende Kraftwerke auf dem Wasser errichten
Laut dem 2018 von der Weltbank veröffentlichten Bericht „Where Sun Meets Water, Floating Solar Market Report“ ist die Installation schwimmender Solaranlagen in bestehenden Wasserkraftwerken, insbesondere in großen, flexibel betreibbaren Anlagen, von großer Bedeutung. Der Bericht geht davon aus, dass die Installation von Solarmodulen die Stromerzeugung von Wasserkraftwerken steigern und gleichzeitig eine flexible Betriebsführung in Trockenperioden ermöglichen kann, wodurch die Kraftwerke kostengünstiger werden. Der Bericht hebt hervor: „In Gebieten mit unterentwickelten Stromnetzen, wie beispielsweise in Subsahara-Afrika und einigen asiatischen Entwicklungsländern, könnten schwimmende Solarkraftwerke von besonderer Bedeutung sein.“
Schwimmende Solarkraftwerke nutzen nicht nur ungenutzte Flächen, sondern sind möglicherweise auch effizienter als landbasierte Solarkraftwerke, da das Wasser die Photovoltaikmodule kühlt und so deren Stromerzeugungskapazität erhöht. Zudem tragen Photovoltaikmodule zur Reduzierung der Wasserverdunstung bei, was sich als großer Vorteil erweist, wenn das Wasser auch anderweitig genutzt wird. Angesichts der zunehmenden Wasserknappheit wird dieser Vorteil immer deutlicher. Darüber hinaus können schwimmende Solarkraftwerke die Wasserqualität verbessern, indem sie das Algenwachstum verlangsamen.
Ausgereifte Anwendungen von schwimmenden Kraftwerken weltweit
Schwimmende Solarkraftwerke sind mittlerweile Realität. Tatsächlich wurde das erste schwimmende Solarkraftwerk zu Testzwecken 2007 in Japan gebaut, und das erste kommerzielle Kraftwerk mit einer Nennleistung von 175 Kilowatt wurde 2008 auf einem Stausee in Kalifornien installiert. Derzeit schreitet der Bau schwimmender Solarkraftwerke rasant voran.Der Bau von Solarkraftwerken nimmt rasant Fahrt auf: Das erste 10-Megawatt-Kraftwerk wurde 2016 erfolgreich installiert. Im Jahr 2018 betrug die gesamte installierte Leistung der weltweit schwimmenden Photovoltaikanlagen 1314 MW, verglichen mit nur 11 MW vor sieben Jahren.
Laut Daten der Weltbank gibt es weltweit über 400.000 Quadratkilometer künstliche Stauseen. Rein flächenmäßig betrachtet, könnten schwimmende Solarkraftwerke somit theoretisch eine installierte Leistung im Terawattbereich erreichen. Der Bericht führt aus: „Basierend auf der Berechnung der verfügbaren künstlichen Wasserflächen wird die installierte Leistung globaler schwimmender Solarkraftwerke konservativ auf über 400 GW geschätzt. Dies entspricht der kumulierten globalen Photovoltaik-Leistung im Jahr 2017.“ Nach Onshore-Kraftwerken und gebäudeintegrierten Photovoltaikanlagen (BIPV) sind schwimmende Solarkraftwerke die drittgrößte Methode der Photovoltaik-Stromerzeugung.
Die aus Polyethylen und Polypropylen gefertigten Schwimmkörper sowie die auf diesen Materialien basierenden Verbindungen gewährleisten die stabile Tragfähigkeit der Solarmodule auch bei langfristiger Nutzung. Diese Materialien weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung auf, was für diese Anwendung von entscheidender Bedeutung ist. Im beschleunigten Alterungstest nach internationalen Standards überstieg ihre Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (ESCR) 3000 Stunden, was einer realen Nutzungsdauer von über 25 Jahren entspricht. Darüber hinaus ist die Kriechfestigkeit dieser Materialien sehr hoch, sodass sich die Bauteile auch unter Dauerdruck nicht dehnen und die Stabilität des Schwimmkörperrahmens erhalten bleibt. SABIC hat speziell für die Schwimmkörper von Wasser-Photovoltaikanlagen das hochdichte Polyethylen SABIC B5308 entwickelt, das alle Leistungsanforderungen der oben genannten Verarbeitungs- und Anwendungsbereiche erfüllt. Dieses Produkt wird von zahlreichen professionellen Anbietern von Wasser-Photovoltaikanlagen eingesetzt. HDPE B5308 ist ein Polymer mit multimodaler Molekulargewichtsverteilung und besonderen Verarbeitungs- und Leistungseigenschaften. Es zeichnet sich durch hervorragende Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion (ESCR), exzellente mechanische Eigenschaften und ein optimales Verhältnis von Zähigkeit und Steifigkeit aus (was bei Kunststoffen schwer zu erreichen ist). Zudem bietet es eine lange Lebensdauer und lässt sich gut blasformen. Angesichts des steigenden Drucks auf die Produktion sauberer Energien erwartet SABIC eine weitere Beschleunigung des Ausbaus schwimmender Photovoltaik-Kraftwerke. SABIC hat bereits Projekte für schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke in Japan und China gestartet. SABIC ist überzeugt, dass seine Polymerlösungen der Schlüssel zur weiteren Erschließung des Potenzials der FPV-Technologie sein werden.
Jwell Machinery Solar Floating and Bracket Project Solution
Aktuell werden bei den installierten schwimmenden Solaranlagen in der Regel ein Hauptschwimmkörper und ein Hilfsschwimmkörper verwendet, deren Volumen zwischen 50 und 300 Litern liegt. Diese Schwimmkörper werden mit Hilfe von großtechnischen Blasformanlagen hergestellt.
JWZ-BM160/230 Kundenspezifische Blasformmaschine
Es verwendet ein speziell entwickeltes, hocheffizientes Schneckenextrusionssystem, eine Speicherform, eine Servo-Energiesparvorrichtung und ein importiertes SPS-Steuerungssystem. Um eine effiziente und stabile Produktion der Anlage zu gewährleisten, wird ein spezielles Modell entsprechend der Produktstruktur angepasst.
Veröffentlichungsdatum: 02.08.2022