Sonnenkollektoren brauchen viel Platz. Und wenn das Land voll ist, dann muss man zur Stromerzeugung eben ausweichen, etwa auf freie Wasserflächen. Japan nimmt in diesem Bereich eine Vorreiterrolle ein. Dort schwimmen auf zwei Seen Solarparks, die zusammen 2,9 Megawatt grünen Strom liefern - genug, um 920 Haushalte zu versorgen.
Doch die Technik funktioniert bislang nur auf stehenden Gewässern, auf hoher See würden die Anlagen dem Wellengang nicht Stand halten. Forscher der TU Wien haben aber nun einen Weg gefunden, um künftig auch Offshore-Solarparks bauen zu können.
Sie entwickelten eine Leichtbaukonstruktion, die auch bei starkem Wellen ruhig und stabil an einer Stelle bleiben soll. Heliofloat nennen sie ihre Erfindung. „Der entscheidende Trick ist, dass Heliofloat von offenen Schwimmkörpern getragen wird“, erklärt Prof. Markus Haider vom Institut für Energietechnik und Thermodynamik. „Würde man eine Plattform einfach auf luftgefüllte geschlossene Container montieren, so müsste die Konstruktion entweder unwirtschaftlich schwer und robust ausgeführt werden, oder sie würde einem starken Wellengang nicht lange standhalten.“
Die Auftriebskörper von Heliofloat kann man sich wie ein unten offenes Fass aus einem weichen, flexiblen Material vorstellen, das im Wasser treibt. Im oberen Bereich befindet sich Luft, die nicht entweichen kann, daher schwimmt das Fass. Nach unten hingegen hat die Luft direkten Kontakt zum Wasser. Die Luftsäule über dem Wasser wirkt wie ein Stoßdämpfer, die flexiblen Seitenwände der „Fässer“ nehmen nur geringe horizontale Kräfte auf.
Von mehreren solcher nach unten offener Luftbehälter wird Heliofloat getragen, oben entsteht eine große, ebene Nutzfläche. Wenn man diese Luftbehälter richtig dimensioniere, können die Wellen unterhalb von Heliofloat hoch und nieder gehen, ohne die Plattform maßgeblich zu beeinflussen, versprechen die Entwickler.
Mit geschlossenen und steifen Luftpolstern wäre das unmöglich, sie würden die Wellenenergie in viel stärkerem Ausmaß aufnehmen, wild zu schwanken beginnen und die Plattform früher oder später zerstören, erklären sie.
Pläne einer schwimmenden Entsalzungsanlage
Durch die Konstruktion lassen sich auf dem Wasser fußballfeldgroße Flächen erschaffen. Das Forschungsteam der TU Wien hat Konzepte erarbeitet, die Sonne über dem Wasser mit Photovoltaik oder mit Hilfe parabolisch geformter verspiegelter Rinnen zu nutzen, also solarthermisch.
Aber auch andere Optionen bieten sich an. „Für Entsalzungsanlagen oder Biomassegewinnung aus Salzwasser bieten Heliofloat-Plattformen ganz neue Möglichkeiten“, sagt Roland Eisl, Geschäftsführer der Heliofloat GmbH.
„In heißen Ländern könnte man Seen durch Heliofloat vor dem Austrocknen schützen.“ Die Verdunstungsfläche wird kleiner, die Plattformen können aber Sonnenlicht ins Wasser durchlassen, um das Leben im See nicht zu beeinträchtigen. Man könne auf Heliofloat auch Aquafarming betreiben, sogar die Errichtung von Sportanlagen sei möglich – und in weiterer Zukunft eventuell auch der Bau von Wohnhäusern auf dem Wasser, glauben die Wiener.
