Sonnenstrom vom Meer

Fraunhofer CSP unterstützt Ausbau von Offshore-Solaranlagen

Im EU-Projekt BAMBOO werden mit 15 europäischen Partnern Offshore-Solarbausteine in Formaten von 150 MW entwickelt. Dies ermöglicht den Bau von Anlagen im Gigawatt-Bereich.

Solarparks innerhalb von Offshore-Windparks, um den Meeresraum besser zu nutzen und die Energieleistung zu erhöhen, ist das Ziel des neuen Projekts BAMBOO. Bild: Rijkswaterstaat
Solarparks innerhalb von Offshore-Windparks, um den Meeresraum besser zu nutzen und die Energieleistung zu erhöhen, ist das Ziel des neuen Projekts BAMBOO. Bild: Rijkswaterstaat

Die Solar-Bausteine sollen zu einem neuen Standard für Offshore-Energieparks werden. Die Platzierung von Solarparks innerhalb von Offshore-Windparks wird den Meeresraum besser nutzen, die Energieleistung erhöhen, eine kontinuierlichere Stromerzeugung über die Jahreszeiten hinweg ermöglichen und die Kosten für die grüne Stromerzeugung und das Energiesystem senken. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) ist einer der Projektpartner.

"Oceans of Energy ist stolz darauf, die Offshore-Solarenergie zu einem echten Wendepunkt in der Energiewende weiterzuentwickeln, indem wir diese standardisierten, groß angelegten Offshore-Solarparks ermöglichen", sagt Allard van Hoeken, Gründer und CEO des Offshore-Solarentwicklers Oceans of Energy. "Offshore-Solaranlagen leisten einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende in der Nordsee. Wir beginnen mit der Entwicklung eines standardisierten Offshore-Solar-Bausteins, der genau zwischen vier Offshore-Windturbinen passt. Dies ermöglicht optimierte Offshore-Energieparks mit mehreren Energiequellen, ohne um die knappen und begrenzten Landflächen zu konkurrieren."

Oceans of Energy ist ein Pionier auf dem Gebiet der Offshore-Solarenergie. Das Unternehmen nahm 2019 den weltweit ersten Offshore-Solarpark für hohe Wellen in der rauen niederländischen Nordsee in Betrieb. Das Unternehmen baut den ersten Offshore-Solarpark, der innerhalb des Offshore-Windparks Shell/Eneco Hollandse Kust Noord installiert wird.

"Dieses Projekt wird dazu beitragen, realisierbare Geschäftsmodelle für erneuerbare Solarenergie im Offshore-Bereich zu ermöglichen", erklärt Andrea Bombardi, Executive Vice President für Carbon Reduction Excellence bei der italienischen Zertifizierungs- und Ingenieurgesellschaft RINA. "Dank der erstklassigen Erfahrung bei der Bereitstellung von Dienstleistungen zur Bewertung des Energieertrags von Solaranlagen und schwimmenden Offshore-Systemen wird RINA bei der Entwicklung eines neuen Vorhersagemodells für den Energieertrag, das auf diese neue Technologie anwendbar ist, Pionierarbeit leisten. Wir werden in das Projekt unsere Kompetenz bei bodengebundenen Offshore-Lösungen, bei der statischen und dynamischen Analyse von dynamischen Exportkabeln, bei der vergleichenden Analyse verschiedener Energieexport-Layouts, bei der Definition von Recycling-Strategien für PV-Anlagen und elektrische Komponenten am Ende ihrer Lebensdauer sowie bei der Koordination von EU-finanzierten Projekten einbringen."

Die von RINA koordinierte Zusammenarbeit zwischen Oceans of Energy, vier Technologieentwicklern (Solarge, TKF, Pauwels Transformers, SolarCleano), fünf Technik- und Umweltberatungsunternehmen (RINA, ABS, Aquatera Ltd, Aquatera Atlantico und WavEC), drei Testlabors (MARIN, Fraunhofer CSP, SIRRIS), der meerespolitischen Denkfabrik European Marine Board und dem Offshore-Windparkentwickler Vattenfall als potenziellem Kunden für die Umsetzung, zielt darauf ab, die verbleibenden Herausforderungen für die Einführung großflächiger Offshore-Solaranlagen in neuen und bestehenden Windparks zu lösen. Dazu gehören der Nachweis der Robustheit und Leistung der Solarmodule unter Offshore-Bedingungen sowie die Erforschung der Auswirkungen auf die Umwelt bei gleichzeitiger Sicherung der Nachhaltigkeit in der gesamten Wertschöpfungskette dieser aufstrebenden Branche.

Das angestrebte Ergebnis ist, dass das Projekt BAMBOO (Build scAlable Modular Bamboo-inspired Offshore sOlar systems) die Technologien zur Reife bringt und es ermöglicht, noch vor Ende des Jahrzehnts die Mittel für den ersten Offshore-Solarpark dieser Art mit einer Leistung von 100-200 MW in einem Offshore-Windpark von Vattenfall einzuwerben. In welchem Windpark (Entwicklung) dies geschehen wird, ist noch nicht entschieden.

Geringere Investitionen in das gesamte Energiesystem prognostiziert

Die Komplementarität der Energiemuster eines Offshore-Solar- und eines Offshore-Windparks ermöglicht es dem Park, denselben Netzanschluss effizienter zu nutzen, wodurch die Notwendigkeit von Investitionen in den Ausbau des Energiesystems verringert wird. Darüber hinaus kann der Platzbedarf für die Erzeugung erneuerbarer Energien sowohl an Land als auch auf See drastisch reduziert werden, indem die Fläche des Offshore-Windparks auch für Solaranlagen genutzt wird. Darüber hinaus kann die größere Dimension von Offshore-Solarparks die Umweltauswirkungen pro installiertem Solarmodul verringern, da nur ein minimaler Bedarf an Ankern auf dem Meeresboden besteht und das Stromexportkabel auf einer größeren schwimmenden Insel zentralisiert wird.

Unterstützung bei der Entwicklung von internationalen Normen

Das Projekt wird zur Entwicklung internationaler Normen und Prüfverfahren für Offshore-Solartechnik beitragen. Zu diesem Zweck werden hydrodynamische Bewertungen bei MARIN, Klimakammertests bei SIRRIS, Tests für PV-Module am Fraunhofer CSP und beschleunigte Lebensdauertests auf der Grundlage von Offshore-Betrieb und Messungen durchgeführt. Weitere Forschungsarbeiten werden zur Vorhersage und Verbesserung der Energieleistung über die gesamte Lebensdauer durchgeführt. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Messung und Vorhersage der Umweltauswirkungen der Technologie sein, einschließlich Methoden zur Verbesserung des Umweltschutzes und Strategien für das Ende der Lebensdauer. Darüber hinaus zielen die Aktivitäten auf eine international abgestimmte Politik ab, die auch Rahmen für Umweltbewertungskriterien umfasst.

Über das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP

Das Fraunhofer CSP arbeitet an der Zuverlässigkeitsbewertung von Solarzellen, -modulen und -systemen unter Labor- und Einsatzbedingungen sowie der chemischen, elektrischen, optischen und mikrostrukturellen Material- und Bauteilcharakterisierung. Am Fraunhofer CSP betreibt man angewandte Forschung in den Bereichen Siliziumkristallisation, PV 4.0, Solarzellencharakterisierung und Modultechnologie. Gemeinsam mit Kunden werden neue Technologien, Herstellungsprozesse und Produktkonzepte entlang der gesamten photovoltaischen Wertschöpfungskette entwickelt.
Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

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