Studie: Schwebende Solarzellen über Wasserkanälen energieeffizient und wassersparend
Wasser vor dem Verdunsten bewahren und gleichzeitig Solarenergie produzieren – Kurz zusammengefasst ist das die Idee hinter den Solarkanälen. In einer Machbarkeitsstudie haben nun amerikanische Forscher der UC Santa Cruz in Zusammenarbeit mit UC Water und dem Sierra Nevada Research Institute an der UC Merced untersucht, wie sich die Abdeckung des 6.350 Kilometer langen Wasserversorgungs-Kanalsystems in Kalifornien mit Solarmodulen ökologisch und ökonomisch auswirken würden. Mit dem Ergebnis: Ungefähr 238 Milliarden Liter Wasser könnten jährlich vor der Verdunstung geschützt und zugleich 13 Gigawatt Energie produziert werden.
Weltweit größtes Kanalsystem
Das Wasserversorgung-Kanalsystem in Kalifornien ist das größte weltweit, bespeist 35 Millionen Menschen mit Trinkwasser und ermöglicht die Landwirtschaft in dem Gebiet. Entsprechend laut war das gesellschaftliche Echo auf Studienergebnisse der kalifornischen Forscher, welche kürzlich im Fachmagazin Nature Sustainability veröffentlicht wurden. Die Forscher haben mithilfe von regionalen hydrologischen und techno-ökonomischen Simulationen errechnet, welche Kosten und welche Nutzen durch das Abdecken der kalifornischen Kanäle mit einem Netz aus Solarmodulen entstehen würde.
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Mithilfe einer Techno-ökonomischen Simulation haben sie untersucht, welche Kosten durch die Installation der kanalüberspannenden Solarpaneelen mit Stahlträgern oder Hängekabeln entstehen würden. Auch wenn diese Art der Konstruktion teurer sei, als im Boden verankerter Stützträger, hätten die „schwebenden“ Solarzellen ihren Berechnungen nach einen 20 – 50 Prozent höheren Kapitalwert im Vergleich zu traditionellen Solaranlagen an Land, berechneten die Forscher. Diese Werte ergaben sich zum einen durch das Sparen des Wassers und der effizienteren Energieproduktion.Die Nähe zum Wasser kühlt die Solarmodule, welche dadurch energieeffizienter sind.
Aber auch Ersparnisse, wie durch die Verlegung der Solarzellen aufs Wasser freibleibende Agrarflächen, haben die Forscher als Nutzen mit einberechnet. Außerdem könnte die Schattenbildung der Solarmodule dafür sorgen, dass weniger Wasserpflanzen entstehen. Diese müssen normalerweise bei Kanalreinigungen regelmäßig entfernt werden. Auch das würden zu weniger Kosten durch die Solarkanäle führen. All die Punkte zusammen genommen, lohnt sich die Investition in die Solarkanäle den Studienautoren zufolge schon.
Indien als Vorreiter
Bis es soweit ist, wird es aber noch ein wenig dauern. Die Studienautoren hoffen nun, dass die Erkenntnisse aus ihrer Analyse azu führen, die Erkenntnisse in der Praxis bei netzunabhängigen und „dezentralen Erzeugungsprojekten“ für erste Feldversuche zu nutzen und so in der Praxis zu überprüfen. „Diese Studie ist ein sehr wichtiger Schritt zur Förderung von Investitionen in die Erzeugung erneuerbarer Energie bei gleichzeitiger Einsparung von Wasser“, so der Ingenieure Roger Bales von der University of California, ein Mitautor des Papiers. Während die Umsetzung der Solarkanäle in Kalifornien somit noch in der Schwebe steht, ist man andernorts schon weiter. Im indischen Gujarat wurde bereits 2015 ein Wasserkanal großflächig mit Solarpaneelen ausgestattet. Weitere sind bereits erbaut worden oder aktuell in Planung.
