Ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und der Universität Freiburg hat im Projekt »FPV4Resilience« über drei Jahre hinweg die Auswirkungen von drei schwimmenden Photovoltaikanlagen (Floating-PV) auf künstliche Seen untersucht. Trotz unterschiedlicher Anlagengrößen und -designs konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an keinem der Standorte deutliche Veränderungen der Wasserqualität feststellen. Leichte Temperaturveränderungen im Wasser sowie die Ansiedlung von Muscheln an den Unterkonstruktionen könnten künftig sogar positive Effekte auf das Ökosystem haben – insbesondere im Hinblick auf den Klimawandel. Auch Vögel zeigten vor Ort keine Scheu gegenüber den Anlagen.

Temperaturveränderung durch reduzierte Sonneneinstrahlung

Die Untersuchungen zeigen, dass die Floating-PV-Anlagen die Sonneneinstrahlung auf die Wasseroberfläche reduzieren – mit messbaren Folgen: Im Sommer blieb das Wasser unter den Anlagen kühler, im Winter hingegen speicherte es mehr Wärme. Besonders deutlich zeigte sich dieser Effekt bei der größten Anlage im niederländischen Sekdoorn, bei der die PV-Module in Ost-West-Richtung auf einer Metallkonstruktion montiert sind, die auf Schwimmkörpern ruht.

»Die Änderung der Wassertemperatur sowie weitere Faktoren, die wir erfasst haben, wie Sauerstoffgehalt und Nährstoffzusammensetzung, hatten in den zwei Jahren der Messungen keine nennenswerte Auswirkung auf die Wasserqualität dieser Gewässer und lagen oftmals im Bereich der Messungenauigkeit«, erklärt Projektleiter Konstantin Ilgen vom Fraunhofer ISE.
»Mit Blick auf den Klimawandel und damit immer heißere Sommer könnte dieser Effekt in Zukunft jedoch positiv für die Seen sein. Erste Modellierungen weisen darauf hin, auch wenn hier noch mehr Forschung nötig ist.«

Muscheln, Menschen, Mikroklima

An zwei der untersuchten Anlagen siedelten sich Muschelkolonien an den Unterkonstruktionen an. Eine genauere Analyse zeigte, dass die Muscheln zwar die Sauerstoffkonzentration durch ihre Atmung verringern, gleichzeitig aber das Wasser filtern und Phosphor binden – ein potenziell positiver Beitrag zur Wasserqualität.

»Auch konnten wir beobachten, dass oftmals andere, menschengemachte Einflüsse den Effekt der Floating-PV-Anlage überlagern. Daran sieht man, wie komplex das Zusammenspiel von wirtschaftlicher Nutzung, Flora, Fauna und der Floating-PV-Anlage ist«, so Ilgen. »Wir sind deshalb noch nicht so weit, dass wir die Ergebnisse der letzten drei Jahre auf andere Seen mit Floating-PV übertragen können.«

Vogelarten nutzen PV-Anlagen als Rastplatz

Auch die Tierwelt scheint sich mit den neuen Strukturen zu arrangieren. Am niederländischen Standort dokumentierten die Forschenden 25 verschiedene Vogelarten in und um den See – elf davon direkt auf der PV-Anlage. Darunter waren auch seltene Arten wie der Kiebitz oder die Bekassine. Die Vögel nutzten die Plattformen als Rastplätze, zum Jagen oder für den Nestbau.

Die drei untersuchten Seen befinden sich in Leimersheim (Deutschland), im alpinen Toules (Schweiz) und in Sekdoorn (Niederlande). Sie unterscheiden sich in klimatischen Bedingungen, Nutzungsarten und PV-Designs – zwei der Anlagen sind seit 2019, die dritte seit 2021 in Betrieb. Das Projekt »FPV4Resilience« wurde vom Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg (LZN) gefördert. Konstantin Ilgen erhielt zusätzlich ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU).