Gesteigerte Klimaresilienz von Standgewässern durch ertragsoptimierte schwimmende Photovoltaik

Stipendiatin/Stipendiat: Konstantin Ilgen

Bei der schwimmenden Photovoltaik (Floating PV oder FPV) werden die PV-Module auf einer schwimmenden Unterkonstruktion montiert, welche sich sowohl auf Binnengewässern, als auch auf dem Meer befinden kann. Neben gesteigerten Erträgen aufgrund des Kühleffekts des Wassers, wird ebenfalls eine völlig neue Flächenkulisse für die Photovoltaik eröffnet. FPV weist weltweit ein beachtliches Potenzial auf und ließ in den letzten Jahren ein sehr dynamisches Wachstum beobachten, sodass die Technologie schon jetzt, neben den konventionellen Freiflächen- und Aufdachanlagen, oftmals als zukünftig dritte Säule des PV-Markts betitelt wird. 

Auswirkungen von FPV auf die Hydrologie und das Ökosystem des beherbergenden Gewässers sind zu erwarten, aber noch unzureichend erforscht, obwohl diese Auswirkungen die Grundlage für Genehmigungsverfahren zum Bau und Betrieb solcher Anlagen bilden. Bisherige Studien zu FPV und ihrer Umweltauswirkungen beziehen sich zumeist auf grobe Annahmen oder stellen theoretische Zusammenhänge modellhaft dar. Bei den wenigsten liegen Messdaten vor.

FPV4Resilience wird die Auswirkungen durch FPV auf die Seenthermik und -ökologie, anhand von meteorologischen und hydrologischen Messverfahren an verschiedenen Systemdesigns und Seentypen untersuchen. Die meteorologischen und hydrologischen Daten werden in Bezug auf die thermodynamischen Prozesse, Extremereignisse sowie die resultierende Schichtungsstabilität analysiert und dienen zudem als Basis für die hydrologische Modellierung. Hierbei wird zunächst die aktuelle FPV-Belegung betrachtet. Basierend darauf kann das auf FPV angepasste Modell anschließend auf potenziell größere Flächenbelegungen oder veränderte klimatische Bedingungen erweitert werden. Durch die Untersuchung des FPV-Einflusses kann dieser dem zu erwartenden Einfluss des Klimawandels gegenübergestellt werden. Unter der zusätzlichen Einbindung von Ertragssimulationen können dadurch Pareto-Fronten gebildet und optimale Systemzustände abgebildet werden. Es ist zu erwarten, dass diese Pareto-Fronten bei unterschiedlichen Systemdesigns und Seentypen verschiedenermaßen wiedergegeben werden. Somit könnte eine präferenzielle Zuordnung der jeweiligen Systemdesigns zu einem entsprechenden Seetyp erfolgen und gleichzeitig Bedingungen hervorgerufen werden, die sowohl den Einflüssen des Klimawandels größtmöglich entgegenwirken als auch Stromerträge maximieren.

Förderzeitraum:
01.07.2022 - 30.06.2025

Institut:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Institut für Hydrologie

Betreuer:
Prof. Dr. Jens Lange

E-Mail: E-Mail schreiben