Smart Meter: Wie intelligente Stromzähler unsere Energiezukunft verändern

06.06.2025: Im Rahmen des Projekts FPV4Resilience haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und die Universität Freiburg über drei Jahre hinweg untersucht, wie sich schwimmende Photovoltaik-Anlagen (Floating PV) auf künstlichen Seen auswirken. Die gute Nachricht: Die Systeme beeinträchtigen weder die Wasserqualität noch die Ökosysteme – im Gegenteil, sie könnten sogar zum Klimaschutz beitragen.

Insgesamt wurden drei Floating-PV-Anlagen analysiert, die auf unterschiedlichen Gewässern in Deutschland, der Schweiz und den Niederlanden installiert sind. Trotz variierender Designs, Nutzungsarten und klimatischer Bedingungen zeigten sich keine relevanten negativen Veränderungen der Wasserqualität. Vielmehr deuten erste Ergebnisse darauf hin, dass die Anlagen die Klimaresilienz der Seen verbessern könnten.

Kühle Effekte im Sommer, Wärmespeicherung im Winter

Die Messungen des Forscherteams ergaben, dass die überdachten Wasserflächen unter den schwimmenden PV-Modulen im Sommer kühler blieben als unbedeckte Bereiche. Diese Beschattungseffekte können gerade in zunehmend heißen Sommern helfen, die ökologische Balance der Seen zu erhalten. Gleichzeitig zeigte sich im Winter ein gegenteiliger Effekt: Die Anlagen verringerten den Wärmeverlust des Sees, sodass die Wassertemperaturen leicht höher blieben.

Diese beiden entgegengesetzten Effekte wurden besonders deutlich bei der größten untersuchten Anlage im niederländischen Sekdoorn. Dort sind die Solarmodule in Ost-West-Richtung auf einer Metallkonstruktion montiert, die von Schwimmkörpern getragen wird. Solch ein Aufbau sorgt für Stabilität und gleichmäßige Stromproduktion über den Tag verteilt.

Lebensraum für Muscheln und Vögel

Interessant sind auch die ökologischen Wechselwirkungen. So konnten sich unter den Metallstrukturen der Anlagen Muscheln ansiedeln, deren Filterfunktion sich positiv auf das Gewässer auswirken kann – sie binden Nährstoffe wie Phosphor und tragen zur Reinigung des Wassers bei. Zwar verbrauchen die Tiere auch Sauerstoff, doch insgesamt überwiegen laut den Forschenden potenziell die positiven Effekte.

Zusätzlich dokumentierten die Wissenschaftler in den Niederlanden 25 verschiedene Vogelarten auf und rund um die PV-Anlage. Elf davon nutzten direkt die Solarmodule als Rast-, Nist- oder Jagdplatz – darunter auch seltene Arten wie Kiebitze und Bekassinen. Die Tiere zeigten keinerlei Scheu vor der Anlage, was auf ein hohes Maß an Verträglichkeit schließen lässt.

Komplexe Wechselwirkungen – weitere Forschung nötig

Obwohl erste Ergebnisse vielversprechend sind, mahnt Projektleiter Konstantin Ilgen zur Vorsicht bei Verallgemeinerungen: Die Zusammenhänge zwischen technischer Nutzung, Ökologie und Wasserqualität seien äußerst komplex. In vielen Fällen würden andere Faktoren – etwa industrielle Nutzung der Seen – stärkeren Einfluss auf die Wasserqualität haben als die Solaranlagen selbst. Es bedarf daher weiterer Studien, bevor klare Handlungsempfehlungen für eine großflächige Anwendung ausgesprochen werden können.

Das Projekt wurde vom Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg (LZN) gefördert. Zusätzlich wird Ilgens Forschung durch ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) unterstützt.

Potenzial in Deutschland bei 44 GWp

Floating-PV-Anlagen könnten sich also nicht nur als effektive Methode zur Stromerzeugung auf bisher ungenutzten Flächen erweisen, sondern auch einen positiven Beitrag zur Stabilisierung sensibler Ökosysteme leisten – ein wichtiger Baustein im Kampf gegen den Klimawandel.

In Deutschland bieten geflutete Tagebauflächen, Kiesgruben und teilweise auch Stauseen vielversprechende Standorte für schwimmende Photovoltaikanlagen. Besonders künstliche Seen eignen sich gut, da ausreichend geeignete Flächen vorhanden sind. Laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer ISE liegt das technische Potenzial dieser Flächen bei rund 44 Gigawattpeak (GWp) – ein bedeutender Beitrag für die Energiewende.

 

Bild: Ki-generiert