In den letzten Jahren ist mit der starken Zunahme von Photovoltaik-Kraftwerken auf Straßen ein erheblicher Mangel an verfügbaren Grundstücken für Installation und Bau entstanden, was die weitere Entwicklung solcher Kraftwerke einschränkt. Gleichzeitig ist ein weiterer Zweig der Photovoltaik-Technologie – schwimmende Kraftwerke – in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt.
Im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaikkraftwerken werden bei schwimmenden Photovoltaikanlagen Photovoltaik-Stromerzeugungskomponenten auf schwimmenden Körpern auf der Wasseroberfläche installiert. Die Kühlung von Photovoltaikkomponenten und -kabeln durch Wasserkörper trägt nicht nur zur Beanspruchung von Landressourcen bei und ist vorteilhaft für die Produktion und das Leben der Menschen, sondern kann auch die Effizienz der Stromerzeugung effektiv verbessern. Schwimmende Photovoltaikkraftwerke können zudem die Wasserverdunstung reduzieren und das Algenwachstum hemmen, was für die Aquakultur und die tägliche Fischerei von Vorteil und unschädlich ist.
Im Jahr 2017 wurde in der Gemeinde Liulong, Gemeinde Tianji, Bezirk Panji, Stadt Huainan, Provinz Anhui, das weltweit erste schwimmende Photovoltaikkraftwerk mit einer Gesamtfläche von 1.393 Mu errichtet. Als weltweit erstes schwimmendes Photovoltaikkraftwerk besteht die größte technische Herausforderung darin, sich zu bewegen und nass zu werden.
„Dynamisch“ bezieht sich auf die Simulation von Wind, Wellen und Strömung. Da sich schwimmende Photovoltaik-Stromerzeugungsmodule oberhalb der Wasseroberfläche befinden, was sich vom konstanten statischen Zustand herkömmlicher Photovoltaik unterscheidet, müssen für jede Standard-Stromerzeugungseinheit detaillierte Wind-, Wellen- und Strömungssimulationen durchgeführt werden, um eine Grundlage für die Konstruktion des Verankerungssystems und der Schwimmkörperstruktur zu schaffen und so die schwimmende Struktur zu gewährleisten. Die Sicherheit der Anlage; darunter das selbstanpassende Wasserstandsverankerungssystem der schwimmenden quadratischen Anlage, das Bodenankerpfähle und ummantelte Stahlseile verwendet, um die Randverstärkungen der befestigten quadratischen Anlage zu verbinden. Dies gewährleistet gleichmäßige Kraft, Sicherheit und Zuverlässigkeit und sorgt für eine optimale Kopplung zwischen „Dynamik“ und „Statik“.
„Nass“ bezieht sich auf den Vergleich der langfristigen Zuverlässigkeit von Doppelglasmodulen, N-Typ-Batteriemodulen und konventionellen Anti-PID-Backplane-Modulen ohne Glas in feuchter Umgebung sowie auf die Überprüfung der Auswirkungen auf die Stromerzeugung und der Haltbarkeit der Schwimmkörpermaterialien. Ziel ist es, die Sicherheit der geplanten Lebensdauer des schwimmenden Kraftwerks von 25 Jahren zu gewährleisten und zuverlässige Daten für nachfolgende Projekte bereitzustellen.
Schwimmende Kraftwerke können auf einer Vielzahl von Gewässern errichtet werden, sei es auf natürlichen Seen, künstlichen Stauseen, Bergsenkungsgebieten oder Kläranlagen. Solange eine bestimmte Wasserfläche vorhanden ist, kann die Anlage installiert werden. Trifft das schwimmende Kraftwerk auf diese, kann es nicht nur das Abwasser zu einem neuen Kraftwerksträger regenerieren, sondern auch die Selbstreinigungskraft schwimmender Photovoltaikanlagen maximieren, die Verdunstung durch die Abdeckung der Wasseroberfläche reduzieren, das Wachstum von Mikroorganismen im Wasser hemmen und so die Wasserqualität verbessern. Das schwimmende Photovoltaikkraftwerk kann die Wasserkühlung optimal nutzen und so das Kühlproblem von Straßen-Photovoltaikkraftwerken lösen. Gleichzeitig wird erwartet, dass das schwimmende Kraftwerk aufgrund des ungehinderten Wasserflusses und der ausreichenden Beleuchtung die Stromerzeugungseffizienz um etwa 5 % steigert.
Nach Jahren des Bauens und der Entwicklung haben die begrenzten Landressourcen und die Auswirkungen der umgebenden Umwelt die Möglichkeiten der Straßenphotovoltaik stark eingeschränkt. Auch wenn die Nutzung von Wüsten und Bergen bis zu einem gewissen Grad erweitert werden kann, handelt es sich dennoch um eine Übergangslösung. Mit der Entwicklung der schwimmenden Photovoltaik-Technologie muss dieser neue Kraftwerkstyp nicht mehr um wertvolles Land mit Anwohnern kämpfen, sondern erschließt sich eine größere Wasserfläche. Dies ergänzt die Vorteile der Straßenoberfläche und schafft eine Win-Win-Situation.
Veröffentlichungszeit: 30.09.2022