Schwimmende Offshore-Photovoltaik

Auf dem ruhigen Meer des Äquators installierte schwimmende Photovoltaikanlagen könnten besiedelte Regionen in Südostasien und Westafrika mit unbegrenzter Energie versorgen. Ein aktuelles Papier der International Solar Energy Association wies darauf hin, dass Indonesien in den letzten 40 Jahren über eine Meeresfläche von etwa 140.000 Quadratkilometern verfügt, auf der es weder Wellen von mehr als 4 Metern noch starke Winde von mehr als 10 Metern pro Stunde gegeben hat zweite. Dieses Meeresgebiet reicht aus, damit die schwimmende Photovoltaikanlage etwa 35.000 TWh Strom erzeugen kannDreistunden pro Jahr, was die derzeitige Gesamtstromerzeugungskapazität verschiedener Energiequellen auf der Welt übersteigt.

Während die meisten Weltmeere von Stürmen heimgesucht werden, herrschen in einigen Äquatorregionen günstige Meeresbedingungen, sodass zum Schutz schwimmender PV-Systeme auf See keine aufwendige und teure Technik erforderlich ist. Eine globale hochauflösende Wärmekarte zeigt, dass der indonesische Archipel und die Äquatorregion nahe Nigeria die vielversprechendsten Gebiete für die Installation schwimmender Offshore-Photovoltaikanlagen sind.

Globale Aussichten für die Photovoltaik-Stromerzeugung bis Mitte des Jahrhunderts

Der Forschungsbericht prognostiziert, dass die Weltwirtschaft bis Mitte des Jahrhunderts weitgehend dekarbonisiert und elektrifiziert sein wird, unterstützt durch eine erhebliche Photovoltaik- und Windkrafterzeugung. Es wird erwartet, dass Nigeria und Indonesien bis 2050 die dritt- bzw. sechstbevölkerungsreichsten Länder der Welt sein werden.

Die hohe Bevölkerungsdichte in diesen Ländern kann zu Konflikten zwischen Landwirtschaft, Umwelt und Photovoltaik führen. Aufgrund ihrer tropischen Lage sind die Windenergieressourcen dürftig. Glücklicherweise können diese Länder und ihre Nachbarn unbegrenzt Energie aus Photovoltaikanlagen gewinnen, die in ruhiger See schwimmen.

Weniger energieintensive Länder und Regionen können mehr als 2 Millionen Menschen mit Energie versorgen, indem sie auf derselben Fläche schwimmende Offshore-Photovoltaikanlagen installieren. Diese Photovoltaikanlagen können auf Dächern in Trockengebieten, zusammen mit landwirtschaftlichen Anlagen oder auf Gewässern montiert werden. Schwimmende PV-Anlagen können auf Binnenseen und Stauseen sowie auf See installiert werden. In verschiedenen Ländern installierte schwimmende Binnen-Photovoltaikanlagen haben großes Potenzial und verzeichnen bereits ein rasantes Wachstum.

Studien haben gezeigt, dass schwimmende Photovoltaikanlagen, die in Gebieten mit Meereswellen von nicht mehr als 6 Metern und Windgeschwindigkeiten von nicht mehr als 15 m/s installiert werden, bis zu 1 Million TWh Energie pro Jahr erzeugen können, was dem jährlichen Energiebedarf einer vollständig dekarbonisierten Weltwirtschaft entspricht um eine Bevölkerung von 10 Milliarden fünfmal zu ernähren. Die meisten Gebiete mit günstigen Meeresbedingungen liegen in der Nähe des Äquators, beispielsweise in Indonesien und Westafrika. Diese Gebiete weisen ein schnelles Bevölkerungswachstum und eine schnelle wirtschaftliche Entwicklung auf, und die Installation schwimmender Offshore-Photovoltaikanlagen kann zur Lösung von Landnutzungskonflikten beitragen.

Entwicklung des indonesischen Photovoltaik-Marktes

Bis Mitte des Jahrhunderts könnte die Bevölkerung Indonesiens 315 Millionen Menschen überschreiten. Nach der vollständigen Dekarbonisierung der Photovoltaik-Stromerzeugung müssten etwa 25.000 Quadratkilometer Photovoltaikanlagen installiert werden, um den Strombedarf Indonesiens zu decken. Glücklicherweise verfügt Indonesien über ein enormes Potenzial für die Stromerzeugung durch Photovoltaik sowie ein enormes Potenzial für den Bau von Pumpspeicherkraftwerken, die Strom aus Photovoltaikanlagen effizient speichern können.

Indonesien ist ein dicht besiedeltes Land, insbesondere auf Java, Bali und Sumatra. Glücklicherweise hat Indonesien die Möglichkeit, in ruhigen Binnenmeeren eine große Anzahl schwimmender PV-Anlagen zu installieren. Indonesiens 6,4 Millionen Quadratkilometer große Meeresfläche ist 200-mal so groß wie die Fläche schwimmender Photovoltaikanlagen, die benötigt wird, um den gesamten zukünftigen Energiebedarf Indonesiens zu decken.

Entwicklungsperspektiven schwimmender Offshore-Photovoltaiksysteme

Die Wellen in den meisten Meeren der Welt überschreiten 10 Meter und die Windgeschwindigkeit übersteigt 20 Meter pro Sekunde. Mehrere Entwickler arbeiten an technischen Verteidigungsanlagen für schwimmende Offshore-PV-Systeme, die Stürmen standhalten können. Im äquatornahen Gebiet müssen die Schutzmaßnahmen für die Installation schwimmender Offshore-Photovoltaikanlagen aufgrund des guten Meeresumfelds nicht so stark und kostspielig sein.

Die vielversprechendsten Gebiete für die Entwicklung schwimmender Offshore-Photovoltaiksysteme liegen im Bereich von 5 bis 12 Grad äquatorialer Breite, hauptsächlich im Golf von Guinea in der Nähe des indonesischen Archipels und Nigerias. Diese Regionen verfügen über ein geringes Potenzial zur Windenergieerzeugung, eine hohe Bevölkerungsdichte, ein schnelles Bevölkerungs- und Energieverbrauchswachstum sowie eine große Anzahl intakter Ökosysteme. Tropische Stürme treffen den Äquator selten.

Die Installation schwimmender Offshore-Photovoltaikanlagen in Mittel- und Südamerika ist anfällig für tropische Stürme und hohe Wellen. Der Nahe Osten birgt großes Entwicklungspotenzial, wird jedoch einer starken Konkurrenz durch Onshore-PV-Anlagen und Windparks ausgesetzt sein. Auch in einigen Teilen Europas, etwa an der nördlichen Adria und rund um die griechischen Inseln, gibt es einige Entwicklungsperspektiven.

Die schwimmende Offshore-Photovoltaikindustrie steckt noch in den Kinderschuhen. Im Vergleich zu terrestrischen Photovoltaiksystemen haben Offshore-Photovoltaikmodule einige inhärente Nachteile, darunter Meerwasserkorrosion und Meeresverschmutzung. Flache Meere sind die erste Wahl für die Installation schwimmender Offshore-Photovoltaikanlagen. Da die globale Erwärmung voraussichtlich Wind- und Wellenmuster verändern wird, müssen die Auswirkungen auf die Meeresumwelt und die Fischerei minimiert werden.

Trotz dieser Herausforderungen könnten schwimmende Offshore-PV-Systeme den Großteil des Stroms für Länder in den ruhigen Gewässern des Äquators liefern. Bis Mitte des Jahrhunderts werden voraussichtlich rund eine Milliarde Menschen in diesen Ländern hauptsächlich auf die Stromerzeugung durch Photovoltaik angewiesen sein, was zur schnellsten Energiewende in der Geschichte führen wird.