Die schwimmende Solaranlage ist für raues Wetter ausgelegt

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Die Idee, Solarpaneele auf Stauseen und anderen ruhigen Gewässern schwimmen zu lassen, hat sich bereits durchgesetzt. Sie aufs Meer zu schicken, ist eine weitere Frage der Ingenieurskunst der nächsten Stufe. Allerdings ist der potenzielle Nutzen der gemeinsamen Platzierung von Solaranlagen und Offshore-Windparks verlockend, und die Firma Moss Maritime kommt einer Lösung näher.

Schwimmende Offshore-Solarmodule: Es ist kompliziert

Das Moss-Unternehmen ist besonders interessant, da Moss Maritime als Tochtergesellschaft des Weltkonzerns Saipem, der für seine jahrzehntelange Erfahrung in der Offshore-Ölförderung bekannt ist, ein etablierter Experte für schwimmende Offshore-Technologie ist. Es ist ein gutes Beispiel dafür, wie Know-how über fossile Energien für die Energiewende wirken kann, nicht dagegen.

Diese besondere Entwicklung hat lange auf sich warten lassen. Irgendwann zwischen 2018 und 2019 einigten sich Saipem und Equinor auf die Entwicklung ein modulares Offshore schwimmende Solarplattform basierend auf einem von Moss entwickelten Konzept mit Schwerpunkt auf einfacher Herstellung, Transport und Installation. Darüber hinaus zielte der modulare Aufbau darauf ab, die Flexibilität in rauen Offshore-Gewässern zu maximieren, um zu verhindern, dass Wellen die Solarmodule überschwemmen.

Der ursprüngliche Zeitplan sah Planung, Modellierung und Tests beim norwegischen Unternehmen vor Forschungseinrichtung für die maritime Industrie SINTEF Ocean, 2020 soll eine 1-Megawatt-Pilotanlage folgen.

Irgendwann gab es ein Problem und der Zeitplan wurde angepasst, um 2023 eine 0,5-Megawatt-Version zu installieren. SINTEF veröffentlichte bereits im Juni 2021 eine Zusammenfassung des Projekts, in der dargelegt wurde, warum die Anpassung erforderlich war.

Das Testschema wurde für SINTEFF als „revolutionär“ beschrieben. Bisher wurde ein Großteil der verfügbaren Arbeiten zu schwimmenden Solaranlagen auf Testplattformen durchgeführt, die für Stauseen und Binnenseen konzipiert sind, wo das Wasser im Allgemeinen ruhig ist.

„Wir haben noch nie ein Design mit so vielen Modulen getestet. Allerdings ist die Entwicklung wasserbasierter Anlagen nicht ohne Herausforderungen“, erklärte Nuno Fonseca, Senior Research Scientist bei SINTEFF, und verwies auf die 64-Module-Plattform, die in der Modellierungsphase des Programms verwendet wurde.

„Die Infrastruktur muss so ausgelegt sein, dass sie standhält dynamische Belastungen durch Wellen, Wind und StrömungenUnd gleichzeitig Energie erzeugen, die preislich mit anderen Energiequellen konkurriert“, fügte Fonseca hinzu.

Ein weiterer großer Schritt für schwimmende Offshore-Solaranlagen

Als SINTEF seine Zusammenfassung herausgab, demonstrierte der Modellierungs- und Testteil des Programms die Machbarkeit des Einsatzes schwimmender Offshore-Solaranlagen „weit draußen auf dem Meer“ und öffnete damit möglicherweise die Tür zu deren gemeinsamen Standort mit Offshore-Windparks.

Der nächste große Schritt erfolgte erst letzte Woche, als Moss Maritime berichtete, dass der norwegische globale Risikomanagementführer DNV grünes Licht für sein XolarSurf-Konzept für schwimmende Offshore-Solaranlagen gegeben habe.

„Die Anerkennung bestätigt nicht nur die Designmethodik, sondern ebnet auch den Weg für weitere Innovationen im Bereich schwimmender Solaranlagen und bietet Möglichkeiten für saubere Energieerzeugung in Küstennähe ohne Landnutzung“, erklärte Moss in einer Pressemitteilung.

Interessanterweise basiert die Entscheidung von DNV auf Standards, die für den Bereich schwimmender Offshore-Windkraftanlagen übernommen wurden. Das Unternehmen gab eine „Konformitätserklärung“ für das XolarSurf-Konzept von Moss heraus, die auf dem Standard DNV-ST-0119 basiert und international anerkannte Mindestanforderungen festlegt schwimmende Windstrukturen.

Die kohlevernichtende Kombination aus schwimmenden Solar- und Offshore-Windparks

Mit dem Gütesiegel von DNV geht Moss davon aus, bis Juni eine Prototypversion von XolarSurf ins Wasser zu lassen.

Wann das Unternehmen plant, XolarSurf an einen Offshore-Windpark anzuschließen, ist noch nicht bekannt. Wenn es jedoch in die kommerzielle Produktion geht, sind die Auswirkungen auf den Bereich der erneuerbaren Offshore-Energie enorm.

Entwickler von Offshore-Windkraftanlagen haben nach wirtschaftlichen Möglichkeiten gesucht, ihre Kosten zu decken, indem sie schwimmende Solarpaneele, Wellenenergiekonverter und Algenfarmen oder andere Aquakulturprojekte gemeinsam ansiedeln.

Moss sieht besonders große Möglichkeiten für die solare Co-Location. „Tatsächlich könnte die resultierende Energieproduktionskapazität pro genutzter Fläche durch die Kombination von schwimmenden Solaranlagen mit Offshore-Windparks und dadurch die Nutzung der gleichen Energieinfrastruktur und Exportkabel drastisch verbessert werden“, erklärt das Unternehmen.

„Dies unterstreicht deutlich die Machbarkeit schwimmender Solar-PV als Schlüsselkomponente der erneuerbaren Energielandschaft und ihre Relevanz für die Energiewende“, fügt Moss hinzu.

Neben der gemeinsamen Platzierung von XolarSurf in Windparks mit fester Plattform scheint Minge Thøgersen, Vizepräsident für Technik bei Moss, zu erwarten, dass XolarSurf direkt mit der schwimmenden Windtechnologie konkurrieren könnte.

„Im Vergleich zu schwimmenden Windkraftanlagen ist die schwimmende Solarenergietechnologie einfacher, die Konstruktionskosten sind niedriger und die Strukturen sind einfacher zu bauen. „Floating-Solarstrom eignet sich auch gut für die Massenproduktion, was sich positiv auf Preis und Einsatz auswirken wird“, stellt er fest.

Weitere Floating Solar News, Inland Edition

Anscheinend erwartet DNV weitere Verbesserungen von Moss, basierend auf den Anforderungen des Standards DNV-ST-0119.

„In der Praxis hat Moss Maritime eine Bedienungsanleitung erhalten, damit sie schwimmende Solarenergie entwerfen und entwickeln können, die rauen Seebedingungen standhält“, erklärte Hans Kristian Danielsen von DNV in einer Pressemitteilung.

Mittlerweile schreitet die Aktivität im Binnenland schwimmenden Solarfeld voran, wo Entwickler Möglichkeiten nutzen, neue Solaranlagen zu errichten, ohne wertvolles Land in Anspruch zu nehmen (weitere Geschichten über wasserbasierte Solaranlagen finden Sie hier).

Ein Teil der Aktivitäten konzentriert sich darauf, den verfügbaren Platz in Wasserversorgungsreservoirs zu nutzen oder die Kosten bei Wasseraufbereitungsanlagen zu senken, die notorisch Energiefresser sind. Die USA sind etwas spät dran, aber in mehreren Bundesstaaten, darunter New Jersey, Michigan und North Carolina, nehmen die Aktivitäten zu.

Ein aktuelles Beispiel ist ein neu in Auftrag gegebenes Floating Solaranlage auf einem Rückhaltebecken in der Southern Regional Water Supply Facility in Orange County, Florida. Es wird erwartet, dass die Anlage die Energiekosten in der Anlage um 25 % senken wird.

Verlassen Sie sich nicht nur auf unser Wort. Anfang dieses Monats erklärte das Marktforschungsunternehmen Coherent Market Insight, dass der weltweite Markt für schwimmende Solaranlagen „voraussichtlich wachsen wird“. 35,1 Millionen US-Dollar im Jahr 2023 bis 215,9 Millionen US-Dollar bis 2030 bei einer CAGR [compound annual growth rate] von 29,6 %.“

„Schwimmende Solarmodule bieten eine nachhaltige Möglichkeit zur Stromerzeugung durch Nutzung ungenutzter Gewässer wie Stauseen, Dämme und Teiche“, erklärt CMI. „Diese Marktchance wird durch staatliche Initiativen und Anreize zur Förderung der Einführung erneuerbarer Energietechnologien weiter gefördert.“

Wie Moss anmerkt, haben sich Verbesserungen der landgestützten Solartechnologie auch auf schwimmende Solarfelder ausgewirkt und zum Wachstum des Marktes beigetragen. Laut CMI gehören dazu auch neue Tracking-Technologien, die es ermöglichen, Solarmodule in Richtung des besten Lichts zu neigen.

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Bild: Frühere Version des Moss Maritime-Konzepts für eine flexible, schwimmende Solaranlage mit hoher Widerstandsfähigkeit raue Offshore-Bedingungen (Mit freundlicher Genehmigung von Saipem).