Wie hoch ist die Leistung von Solarmodulen, die auf dem Wasser schwimmen?
Durch die Erzeugung von Sonnenenergie über schwimmende Solarmodule auf Seen kann die Umwelt geschützt werden. Wissenschaftler beurteilen derzeit, inwieweit bestimmte Länder ihre Strombedarf durch schwimmende Solarmodule auf Seen decken können. Allerdings müssen die möglichen Auswirkungen auf Ökosysteme zuerst berücksichtigt werden.
In einer theoretischen Studie schätzen ein Forschungsteam im Journal "Nature Water", dass einige Länder fast ihre Strombedarfe mit schwimmenden Solarmodulen auf Seen erfüllen können. Dazu zählen Papua-Neuguinea, Äthiopien und Ruanda, wo etwa 16% des Strombedarfs erfüllt werden könnten.
Ein positives Ergebnis: Wenn konventionelle Energieträger durch schwimmende Solarmodule ersetzt werden, könnten Treibhausgasemissionen und die Beschleunigung menschlich verursachter Klimaveränderungen reduziert werden. Trotzdem sind die möglichen Auswirkungen von schwimmenden Anlagen auf frische Ökosysteme noch größtenteils unbekannt. Deshalb sind Umweltverträglichkeitsprüfungen notwendig, insbesondere für natürliche Seen.
Ein erheblicher Teil des Strombedarfs könnte in Ländern wie Bolivien (87%) und Tonga (92%) mit schwimmenden Solarmodulen auf Seen gedeckt werden. In Afrika, den Karibik, Südamerika und Zentralasien wäre es zwischen 40 und 70%. In Nordeuropa sind die Werte niedriger: z.B. Finnland hat ein Potential von 17%, während Dänemark ein Potential von 7% hat.
Das Team um Iestyn Woolway von der Bangor University in Menai Bridge, Wales, berechnete die mögliche Leistung von fliegenden Photovoltaiksystemen, wobei regionales Klimadaten für fast 68.000 natürliche Seen und künstliche Gewässer weltweit berücksichtigt wurden. Nur Seen, die nicht mehr als zehn Kilometer von einer Bevölkerungszentrum entfernt, nicht in einem Schutzgebiet, nicht austrocknen und nicht für mehr als sechs Monate im Jahr gefroren sind, wurden berücksichtigt. Die Berechnung basierte auf einer Deckung von 10% der Oberfläche mit Solarmodulen, aber nicht mehr als 30 Quadratkilometer pro See.
Die Leistung schwankte je nach Höhenlage, Breitengrad und Jahreszeit. Die Forscher schätzen eine Gesamtleistung von rund 1300 Terawattstunden (TWh) pro Jahr für die betrachteten Seen - etwa viermal so viel wie das jährliche Stromverbrauch von Großbritannien.
Vorteile von schwimmenden Solarmodulen
Schwimmende Photovoltaiksysteme haben mehrere Vorteile gegenüber landgebundenen Solarmodulen, so die Forscher. Die Flächen wären für andere Zwecke frei, und die Module wären von Wasser gekühlt, was die Effizienz steigert. Zudem würde weniger Wasser verdampfen können. Während die Umwelt- und Naturauswirkungen von schwimmenden Modulen auf Seen noch unklar sind, ist die Möglichkeit der Energieerzeugung aus diesen Systemen deutlich. Deshalb ist weiterführende Forschung notwendig, um sicherzustellen, dass diese Technologie sicher umgesetzt wird.
Woolway sagte: "Wir verstehen noch nicht vollständig, wie schwimmende Panels einen natürlichen See-Ökosystem unter verschiedenen Bedingungen und Orten beeinflussen können. Trotzdem ist die Möglichkeit der Energieerzeugung aus fliegenden Photovoltaiksystemen offensichtlich, sodass wir diese Forschung aufnehmen müssen, um sicherzustellen, dass diese Technologie sicher umgesetzt wird."
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