Wenn es den Solarkraftwerkern an Land zu eng wird, gehen sie aufs Wasser. So jedenfalls nahe des holländischen Örtchens Zwolle. Stabile 27 Megawatt Sonnenkraft trotz schwankendem Boden. Ein Ortstermin mit Bootsfahrt.
Die Kraft der Sonne ist Grundlage des Lebens auf der Erde. Um an ihre Energie zu gelangen, verfeuern wir momentan vor allem und viel zu viel ehemals pflanzliche Überreste in Form von Öl und Kohle. Denn Pflanzen hatten Jahrmillionen das Monopol der Energieaufbereitung mittels Photosynthese.
Das macht ihnen seit 1839 der Mensch streitig, nachdem Alexandre Edmond Becquerel den photoelektrischen Effekt entdeckte. Allerdings dauerte es noch rund 100 Jahre, bis aus dieser und zahlreichen folgenden Entdeckungen tatsächlich leistungsfähige Silizium-Solarzellen entwickelt wurden. In den 1950er Jahren waren die Bell Laboratories in New Jersey eine der erfolgreichsten Forschungsstätten, auch auf diesem Feld.
Und noch einmal gute 70 Jahre später wird die direkte Nutzung der Sonnenenergie zur Herstellung von Strom überlebensnotwendig für den ganzen Planeten, denn die Nutzung der in fossilen Pflanzenresten gespeicherten Energie setzt verhängnisvolle Mengen an CO2 frei. Problem dabei: Dort, wo Solarzellen in großem Maßstab hergestellt, bezahlt und eingesetzt werden können, in den industrialisierten Erste-Welt-Ländern, wird die Landfläche immer kostbarer.
Auf schwankendem Boden
Im holländischen Zwolle ist jetzt eine Anlage in Betrieb genommen worden, die 27 Megawatt Strom produzieren soll. Das Besondere: Sie schwimmt. Und zwar auf einem großen Gewässer, das zur Kiesgrube Bomhofsplas gehört. Das verdient eine genauere Betrachtung: Mit dem CEO des Systemintegrators Zebotec, Werner Neff, haben wir die Schwimmwesten angezogen und den festen Boden verlassen.
Denn das Konstanzer Unternehmen war federführend beim Errichten des schwimmenden Solarkraftwerks beteiligt. Die Zebotec GmbH hat sich über die vergangenen 15 Jahre als einer der weltweit führenden unabhängigen Systemintegratoren für die Steuerung von Photovoltaik-Kraftwerken etabliert. Das Leistungsspektrum umfasst auch den Aufbau von effizienten Ethernet-Netzwerken, die zur Vernetzung von Anlagenbereichen sowie für den Datenaustausch genutzt werden.
WLAN statt Kabel
Während der Überfahrt, natürlich per elektrisch angetriebenem Boot, erklärt der Chef des Konstanzer Solarspezialisten, welche Funktion das hier eingesetzte Ethernet-Netzwerk hat: „An Land befindet sich der Netzübergabepunkt. Hier wird die Leistung, die die Solarpanels auf dem See erzeugen, in das öffentliche Netz eingespeist. Dies geschieht unterseeisch per Kabel. Die Leistungsdaten der Anlage gelangen allerdings per WLAN an Land, denn hier wäre eine Verkabelung viel zu teuer und aufwändig geworden. Die in jeder Trafostation verbauten WLAN-Clients verbinden sich mit WLAN-Access Points, die in ufernahen Stationen montiert sind.“
Wasserflächen sind eine echte Alternative zu knapper werdenden Standorten an Land.
Werner Neff, CEO Zebotec GmbH
Mittlerweile haben wir an der schwimmenden Anlage angelegt. Die Solarpanels sind auf Schwimmern befestigt und wie ein Dach ausgerichtet. „Das optimiert die Einstrahlung des Sonnenlichts und damit den Ertrag“, erklärt Werner Neff. Ist die Beschattung des Wassers kein ökologisches Problem? „Nein, das wurde aufwändig untersucht. Im Gegenteil: Fische suchen sogar die schwimmende Anlage auf, da sie hier Schutz vor Fressfeinden aus der Luft finden. Und auch eine verstärkte Algenbildung tritt nicht auf, so dass auch der Sauerstoffgehalt des Gewässers nicht gestört wird.“
Neff öffnet eine der Trafostationen und weist auf die eingebauten Komponenten hin: „Gerade hier auf dem Wasser ist die hohe Zuverlässigkeit und Robustheit der eingesetzten WLAN-Komponenten entscheidend. Wir haben uns aus diesem Grund für die „FL WLAN 5110“ von Phoenix Contact entschieden. Die industrietauglichen Geräte lassen sich als WLAN-Client ebenso wie als Repeater oder -Access Point konfigurieren.“
Konfiguration an Ort und Stelle
Jan Aulenberg, begleitender Experte und Produktmanager im Bereich der Netzwerktechnik von Phoenix Contact Electronics, erläutert die Vorteile der eingesetzten Komponenten: „Zebotec als Systemintegrator erhält so die Flexibilität, die Schaltschränke sämtlicher Trafostationen zunächst identisch aufzubauen und die finale Konfiguration des WLAN-Netzwerks erst in der jeweiligen Anlage vorzunehmen. Das ist gerade hier auf dem See ein echtes Argument.“
Datenfunk
Zum Datenaustausch zwischen den FL WLAN 5110 sind auf jeder Trafostation zwei Rundstrahlantennen installiert. Für die Verbindung der Access Points mit einem am zentralen Netzübergabepunkt an Land verbauten FL WLAN 5110 verwendet Zebotec aufgrund der größeren Distanz Richtfunkantennen. Zum Schutz der PV-Anlage werden alle Antennenkabel mit Überspannungsschutz von Phoenix Contact abgesichert.
Beim Blick auf die geöffneten Schaltschränke strahlt Jan Aulenberg, denn Zebotec setzt nicht nur im Bereich der Netzwerktechnik auf Phoenix Contact. Werner Neff erklärt, warum: „Natürlich gibt es auch Alternativen, die preiswerter sind. Doch das rächt sich über die Betriebsdauer solch einer Anlage. Die Infrastrukturkomponenten von Phoenix Contact sind „industrial grade“ und damit robust genug, um unsere Anforderungen an eine hohe Verfügbarkeit zu erfüllen. Es ist auf Dauer viel teurer, wenn die Anlage steht oder ein Techniker vorbeikommen muss, weil eine Komponente ausgefallen ist.“
Klimaneutrale Baustelle
Die gesamte Baustelle wurde konsequent klimaneutral geführt. Es kamen nur elektrisch betriebene Maschinen und Geräte zum Einsatz. Ein installierter Batteriespeicher vor Ort versorgt Werkzeuge und Elektrofahrzeuge unabhängig von der aktuellen Sonneneinstrahlung. Und damit Mann und Material auf die schwimmende Solaranlage gelangen, sind sogar die Boote mit Elektromotoren ausgestattet.
So können Solarkraftwerke auch auf schwankenden Planken sicher, ressourcenschonend und rentabel betrieben werden.
