Floating Photovoltaics (FPV) in Afrika
Problemstellung
Der afrikanische Kontinent entwickelt sich rasant und weist ein großes Bevölkerungswachstum auf. Hierdurch ergeben sich Herausforderungen hinsichtlich einer nachhaltigen Energieproduktion. In einer aktuellen Studie wurde das große Potential von FPV auf dem Assuanstausee aufgezeigt. So könnte bei einer FPV-Belegung von weniger als 50% der gesamte gegenwärtige Strombedarf von Afrika produziert werden (Ilgen et al., 2024). Obwohl eine Verteilung des produzierten Stroms eine Herausforderung ist, stellen diese Zahlen geplante Staudamm-Großprojekte in Frage, deren Hauptziel die Stromproduktion aus Wasserkraft ist, die aber massiv in die Umwelt eingreifen. Die vorliegende Arbeit soll das FPV-Potential auf bestehenden und geplanten Stauseen in Afrika ermitteln und auf diese Weise Wege in Richtung einer zukunftsfähigen Stromproduktion auf dem afrikanischen Kontinent aufzeigen. Die Arbeit erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Universität Tübingen (Rebecca Peters, Christiane Zarfl) und dem Fraunhofer-ISE.
Ziel der Arbeit
Die vorliegende Arbeit soll das FPV-Potential auf bestehenden und geplanten Staudämmen in Afrika analysieren. Hierbei sind vor allem die geographische Lage (Klima, Solarpotential) und die Fläche der Stauseen interessant. Im Vergleich zu Umweltauswirkungen (Größe der überschwemmten Fläche, Naturnähe der betroffenen Gewässer) soll ermittelt werden, welche geplanten Staudammprojekte am ehesten verzichtbar sind und durch FPV ersetzt werden könnten. Hier spielen neben der produzierten Strommenge vor allem die Transportwege des produzierten Stroms eine Rolle.
Methode
Die vorliegende Arbeit soll eine bestehende Datenbank der Universität Tübingen zu bestehenden und geplanten Staudämmen in Afrika hinsichtlich ihres FPV-Potentials analysieren. Die Datenbank enthält Informationen zur geplanten Kraftwerksleistung und zur geographischen Lage von Staumauer und überfluteter Fläche. Um das FPV-Potential zu ermitteln, soll die ISE-Software Zenit eingesetzt werden. Input stammt von Solargis. Generell ist Erfahrung in und Lust an Programmierung (Python / R) notwendig. Die erzielten Resultate sollen auch mit den publizierten Daten vom Global Solar Atlas verglichen werden, in welchem mit einfachen Annahmen FPV-Potentiale abgeschätzt wurden.
Betreuung
Konstantin Ilgen, Rebecca Peters, Christiane Zarfl, Jens Lange
Literatur
Peters et al. (2023): RePP Africa – a georeferenced and curated database on existing and proposed wind, solar, and hydropower plants, Scientific Data 10, 16.
Illgen, K. et al. (2024): Evaporation Reduction and Energy Generation Potential using Floating Photovoltaic Power Plants on the Aswan High Dam Reservoir, Hydrological Sciences Journal, in review (minor revisions).
Kontakt
Jens Lange