Steil steigen an Ost- und Westufer des Lac des Toules im Schweizer Kanton Wallis die Bergflanken in die Höhe. Hier schlängelt sich die Straße zum großen St. Bernhard entlang, die weiter ins nahe Italien führt. Auf dem See: der erste schwimmende Solarpark in den Alpen, der seit gut einem Jahr Strom liefert.
Schon vor ein paar Jahren hat die Photovoltaikbranche begonnen, Anlagen auf Wasserflächen zu installieren. Das Potenzial ist groß. Der erste kommerziell genutzte, schwimmende Solarpark entstand 2008 auf einem Wasserreservoir des Weinguts Far Niente in Kalifornien, heißt es in einer Studie der Weltbankgruppe in Washington. Die Betreiber wollten keine Anbaufläche für Solarmodule opfern. Die installierte Leistung betrug bis zu 175 kW. Im Vergleich zu Anlagen, die in den vergangenen Jahren in Asien entstanden sind, ist das verschwindend wenig. Das größte Projekt schwimmt in China und hat eine installierte Leistung von bis zu 150 MW. Auch in zahlreichen weiteren Ländern, etwa Frankreich, Italien, den USA und Südkorea, treiben schon Module auf dem Wasser. "Mittlerweile sind bereits über ein Gigawatt sogenannter Floating-PV-Anlagen installiert", erläutert Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer beim Bundesverband Solarwirtschaft in Berlin.
Eine Win-win-Situation: Auf Stauseen ist die Technik zur Einspeisung der Energie schon da
Technisch ähneln sich die Projekte. In der Regel werden mehrere Solarmodule auf Pontons installiert, die zu einem Solarpark zusammengeschoben und mit Seilen befestigt werden. 35 Pontons hat der Betreiber Energie Romande auf dem Lac des Toules so angebracht. Die installierte Leistung genügt, um 227 Haushalte mit Strom zu versorgen.
Der Standort ist typisch. Schwimmende Solarparks werden in erster Linie auf künstlichen, stehenden Gewässern wie geflutetem Tagebau, Bagger- und Stauseen installiert, sagt Harry Wirth, Bereichsleiter PV-Module und Kraftwerke beim Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg: "In fließenden Gewässern ist es wegen der Strömung zu aufwendig."
Kristalline Technologie sieht er auf dem Wasser klar im Vorteil. Organische Solarzellen sind sehr dünn und damit angreifbarer durch die Naturgewalten. Sie bräuchten eine dichte Verpackung. "Und Dünnschichtmodule mit Cadmiumtellurid enthalten Schwermetalle, die man nicht im Wasser haben will", erklärt der Experte. Positiv sei der Kühleffekt des Wassers. "Dadurch steigt der Wirkungsgrad der Module, das heißt, der Stromertrag pro Quadratmeter ist höher", erläutert Wirth. Insbesondere an den Stauseen besteht ein weiterer Vorteil: Dort ist bereits die Infrastruktur eines Wasserkraftwerks vorhanden. Das nutzt auch Energie Romande am Lac des Toules. Der Betreiber musste nicht erst kilometerlange Kabel verlegen, um die Anlage ans Stromnetz anzuschließen.
Rund 400 000 Quadratkilometer Fläche haben künstliche Gewässer weltweit, rechnet die Weltbank vor. Das entspreche einem theoretischen Potenzial von einem Terawatt installierter Leistung, praktisch wären es immerhin noch bis zu 400 GW, so viel wie die Summe aller weltweit im Jahr 2017 installierten Solaranlagen inklusive derjenigen auf dem Land.
Allerdings ist der Bau nicht unumstritten. Auf vielen Gewässern sind Schwimmer, Ruderer, Kajakfahrer, Kanuten, Segler und SUPs unterwegs. "Wir stehen der Technik zwar offen gegenüber, möchten aber bei Genehmigungsverfahren einbezogen werden, um Korridore für eine Umfahrung der Anlagen zu planen", fordert daher Isa Winter-Brand, Vizepräsidentin Freizeitsport beim Deutschen Kanu-Verband in Duisburg.
Und Umweltschützer fürchten negative Auswirkungen auf die Ökosysteme. So ändere sich der Umsatz von Nährstoffen im Wasser allein durch den Schatten, den die Module werfen, sagt Sebastian Scholz, Leiter Energiepolitik und Klimaschutz beim Naturschutzbund Deutschland in Berlin: "Wir sehen keine Notwendigkeit für solche Anlagen, solange es an Land noch genügend ungenutzte, versiegelte Flächen als potenzielle Standorte gibt."
Gleichwohl stößt das Thema in Deutschland auf großes Interesse. Der Versorger RWE beobachtet die Projekte. Die Stadtwerke München untersuchen nach Angaben einer Sprecherin derzeit, ob auf ihren Wasserflächen schwimmende Photovoltaik möglich wäre. Erdgas Südwest hat bereits mehrere Anlagen installiert.
Baywa r.e. hat diesen Sommer in nur sieben Wochen einen Park auf einem Baggersee in der Nähe der niederländischen Gemeinde Zwolle errichtet und anschließend verkauft. Benedikt Ortmann, der das Projektgeschäft Solar bei Baywa r.e. in Freiburg verantwortet, spricht von einem zusätzlichen Stromertrag aufgrund der besonderen Bedingungen auf dem Wasser von zwei bis drei Prozent in den Niederlanden. Erdgas Südwest hat auf dem Maiwaldsee bei Renchen in Baden-Württemberg 7,5 Prozent mehr Strom produziert als erwartet. Aus Asien werden sogar zehn Prozent größere Ausbeuten als bei vergleichbaren Projekten auf dem Land gemeldet.
Doch das ist alles nichts im Vergleich zum Standort in den Alpen. Auf dem Lac des Toules ist nach Angaben des Projektleiters Guillaume Fuchs der Ertrag rund 50 Prozent höher als im Flachland. Noch wertet Romande Energie die Zahlen des ersten Betriebsjahres aus, aber bereits jetzt ist klar: Die Erwartungen wurden erfüllt.
Auf 1800 Meter ist die Luft dünner und die UV-Strahlung höher als im Tal. Das steigert die Ausbeute
Hier, rund 1800 Meter über dem Meeresspiegel, begünstigen nicht nur die niedrigen Temperaturen einen höheren Ertrag. Fuchs führt weitere Gründe an: dünnere Luft, höhere UV-Strahlung sowie - im Winter - den Schnee. Der reflektiert das einfallende Sonnenlicht. Zudem hat Energie Romande zweiseitige Module verbaut, die auch Licht in Strom umwandeln, das beispielsweise durch Reflexionen an der Wasseroberfläche auf ihrer Rückseite landet.
Romande Energie hat bereits andere Stauseen als mögliche, weitere Standorte in der Schweiz ausgemacht. Auch auf dem Lac des Toules geht es weiter. Die Anlage wird erweitert und künftig 35 Prozent der Wasserfläche bedecken. Statt derzeit 800 000 Kilowattstunden soll sie dann 22 Millionen Kilowattstunden Strom pro Jahr erzeugen.