Sachverhalt:
A.
A._ ist Eigentümerin der Parzelle Kat.-Nr. WO2476 an der Seestrasse 501 und 501a in Zürich-Wollishofen. Das Grundstück liegt teils in der Bauzone W2bII, teils in der kommunalen Freihaltezone F und ist mit einem Wohn- und einem Bootshaus überbaut. Am 18. Mai 2011 bewilligte die Bausektion der Stadt Zürich A._ unter anderem, auf dem Dach und an der Südostfassade des Bootshauses eine Solaranlage mit einer Fläche von 38 m2 zu installieren. Gleichzeitig eröffnete sie ihr die Verfügung der Baudirektion des Kantons Zürich vom 29. April 2011, welche die wasserbaupolizeiliche Ausnahmebewilligung für die Unterschreitung des Mindestgewässerabstands, die wasserrechtliche Konzession und die aufgrund der Landanlagekonzession und Art. 8 des Bundesgesetzes vom 21. Juni 1991 über die Fischerei (BGF; SR 923.0) erforderlichen Bewilligungen erteilte.
C._, der Eigentümer der südlich an das Baugrundstück angrenzenden Parzelle Kat.-Nr. WO2477, erhob gegen den Beschluss der Bausektion und die Verfügung der Baudirektion Rekurs ans Baurekursgericht des Kantons Zürich. Dieses hiess das Rechtsmittel am 11. November 2011 gut und hob die beiden angefochtenen Entscheide insoweit auf, als damit die Sonnenkollektoren für das Bootshaus bewilligt worden waren. Eine dagegen von A._ erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 19. April 2012 ab.
Das Bundesgericht hiess mit Urteil vom 28. August 2013 eine Beschwerde von A._ gut, hob das Urteil des Verwaltungsgerichts auf und wies die Sache zur neuen Beurteilung zurück (Verfahren 1C_311/2012).
Mit Urteil vom 21. Mai 2014 wies das Verwaltungsgericht die Beschwerde von A._ erneut ab.
B.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten ans Bundesgericht vom 10. Juli 2014 beantragt A._ in erster Linie, das Urteil des Verwaltungsgerichts sei aufzuheben und die Baubewilligung in Bestätigung des Bauentscheids der Bausektion der Stadt Zürich vom 18. Mai 2011 zu erteilen.
Das Verwaltungsgericht beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Der Beschwerdegegner und das Bundesamt für Raumentwicklung (ARE) beantragen die Abweisung der Beschwerde, die Bausektion des Stadtrats Zürich deren Gutheissung. Die Baudirektion verweist auf den Mitbericht des kantonalen Amts für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL). Dieses ist der Auffassung, dass für das Vorhaben eine gewässerschutzrechtliche Ausnahmebewilligung nach Art. 41c Abs. 1 Satz 2 der Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 (GSchV; SR 814.201) erteilt werden könne. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hält fest, aus Sicht des Gewässerschutzes gebe es keine Gründe, die gegen eine Ausnahmebewilligung sprächen. Ob auch der Bestandesschutz von Art. 41c Abs. 2 GSchV zum Tragen komme, hänge von der Qualifikation der Freihaltezone ab. Im Rahmen des zweiten Schriftenwechsels haben sich die Bausektion und die Beschwerdeführerin erneut vernehmen lassen.
C.
Die I. öffentlich-rechtliche Abteilung des Bundesgerichts hat die Angelegenheit am 17. Juni 2015 an einer öffentlichen Sitzung beraten.
Erwägungen:
1.
1.1. Das Bootshaus der Beschwerdeführerin ist über 80 Jahre alt. In seinem ersten Urteil in der Sache legte das Verwaltungsgericht dar, die Baute habe bei ihrer Erstellung dem materiellen Recht widersprochen, weshalb jeweils nur befristete Bewilligungen erteilt worden seien. Grund für die Befristung sei offenbar die Lage des Bootshauses im Baulinienraum und im Bereich der künftigen Seeufergestaltung gewesen. Ab Ende 1969 habe für das Bootshaus keine gültige Baubewilligung mehr bestanden. Mit dem Fristablauf sei die Baute formell rechtswidrig geworden. Die materielle Rechtswidrigkeit ergebe sich daraus, dass die Baubewilligung nur befristet erteilt und kein Gesuch um Verlängerung gestellt worden sei, es sich bei der Baute um ein Provisorium handle und sie innert angesetzter Frist hätte beseitigt werden sollen. Auch zum jetzigen Zeitpunkt widerspreche die Baute dem materiellen Recht. Sie laufe dem Zweck der Freihaltezone, in der das Bootshaus seit Inkrafttreten der revidierten Bau- und Zonenordnung vom 24. November 1999 (im Folgenden: BZO 1999) liege und die als Schutzzone im Sinne von Art. 17 RPG (SR 700) zu qualifizieren sei, zuwider.
1.2. Im Urteil vom 28. August 2013 wies das Bundesgericht darauf hin, dass sich entgegen der Auffassung des Verwaltungsgerichts die materielle Rechtswidrigkeit nicht automatisch aus der formellen ergibt. Damit erwies sich als nicht hinreichend geklärt, ob das Bootshaus nach 1969 nicht auch ordentlich hätte genehmigt werden können und nun die Bewilligung der Solaranlage gestützt auf Art. 24c RPG in Betracht fallen würde (a.a.O., E. 5). Das Bundesgericht hielt zudem fest, dass sich trotz der Qualifikation der Freihaltezone als Schutzzone auch die Frage stellt, ob nicht eine willkürfreie und rechtsgleiche Rechtsanwendung gebiete, das Anbringen der Solaranlage auf dem (besitzstandsgeschützten) Bootshaus als zonenkonform zu qualifizieren (Art. 22 Abs. 2 lit. a RPG). Die Beschwerdeführerin hatte nämlich argumentiert, in der zu beurteilenden Freihaltezone gebe es eine rege Bautätigkeit, weshalb auch das Anbringen einer Solaranlage auf einer bestehenden Baute als zulässig erscheine. Auch in dieser Hinsicht waren die vorinstanzlichen Feststellungen unvollständig (a.a.O., E. 6).
1.3. In seinem zweiten, vorliegend angefochtenen Urteil hielt das Verwaltungsgericht fest, gemäss der Bauordnung der Stadt Zürich vom 9. September 1931 habe sich das Bootshaus bei Ablauf der befristeten Baubewilligung Ende 1969 in der 3. Bauzone befunden. Der Freihaltezone F sei es mit der BZO 1999 zugewiesen worden.
Zur Zeit des Ablaufs der provisorischen Baubewilligung habe sich das Bootshaus zudem im Bereich der künftigen Seeufergestaltung (Seeuferanlagen mit Strasse und Fusswegen auf dem linken Seeufer) befunden. Die direkt am Wasser liegenden Uferflächen hätten nach Möglichkeit für Erholungszwecke dienstbar gemacht werden sollen. Darüber hinaus seien Auffüllungen des Zürichsees geplant gewesen. In der letzten befristeten Baubewilligung vom 20. Dezember 1965 sei festgehalten worden, dass mit den Arbeiten zur Seeauffüllung in absehbarer Zeit und unter Umständen vor Ablauf der Frist zur Beseitigung des Bootshauses Ende Dezember 1969 begonnen werde. Aufgrund von Volksabstimmungen zu Verkehrsvorlagen (Tiefbahn-Projekt sowie Kombination von U-Bahn und S-Bahn) seien die kommunalen Behörden jedoch schliesslich gänzlich von den Plänen zur Schaffung einer "autogerechten Stadt" mit entsprechendem Strassenbau abgekommen. Auch habe der Regierungsrat etwa im Jahr 1973 offenbar seine bisher eher large Bewilligungspraxis betreffend die Auffüllung des Seegebiets geändert: Mit Ausnahme von marginalen, mehr kosmetischen Eingriffen, beispielsweise bei Strandbädern, und zur Erstellung von Seeuferwegen seien solche Auffüllungen nicht mehr bewilligt worden. Die besagte Seeufergestaltung hätte deshalb ab 1973 nicht mehr realisiert werden können. Indessen habe es in der Folge neue Pläne für einen Seeuferweg und eine Seestrasse gegeben, wovon das ufernahe Grundstück, auf dem sich das Bootshaus befinde, ohne Weiteres betroffen gewesen wäre.
Der Baulinienbereich zur Verwirklichung der beschriebenen Seeufergestaltung sei ab 1959 etwas mehr als 100 m breit gewesen. Das Bootshaus sei fast vollständig in diesem Bereich gelegen. Obgleich die Bausektion offenbar bereits 1998 davon ausgegangen sei, dass die Baulinien nach Inkrafttreten der revidierten BZO 1999 so korrigiert würden, dass sie nur noch der Sicherung des Seeuferwegs und der Seestrasse dienen würden, sei die Revision derselben erst mit dem Gemeinderatsbeschluss vom 28. Februar 2007 und der Genehmigung der kantonalen Volkswirtschaftsdirektion vom 12. März 2008 erfolgt. Dabei sei die seeseitige ideelle Baulinie aufgehoben worden und der Baulinienbereich im betroffenen Gebiet auf die Seestrasse konzentriert worden.
Ergänzend hält das Verwaltungsgericht fest, obwohl die Kategorie der "ideellen Baulinien" im kantonalen Planungs- und Baugesetz von 1975 nicht mehr erwähnt sei, kenne auch § 96 Abs. 2 lit. a des Gesetzes des Kantons Zürich vom 7. September 1975 über die Raumplanung und das öffentliche Baurecht (LS 700.1; im Folgenden: PBG) den Baulinienzweck der Sicherung von Grünzügen und sei diese Baulinie bis zur Revision der BZO von 2007/2008 jedenfalls als rechtskräftig erachtet worden.
Zusammenfassend ergebe sich, dass die aufgrund der geplanten Seeufergestaltung festgelegte Bauverbotszone auch noch im Zeitpunkt der Zuweisung zur Freihaltezone gegolten habe. Das Bootshaus sei damit seit Ablauf der befristeten Baubewilligung auch materiell nicht mehr rechtmässig gewesen.
2.
2.1. Die Beschwerdeführerin bringt unter Hinweis auf ein von ihr eingeholtes Rechtsgutachten von Prof. D._ vor, entscheidend sei, dass der Zweck der Baulinien von 1959 spätestens 1973 nicht mehr realisierbar gewesen sei. Letzteres habe nicht nur das Verwaltungsgericht anerkannt, sondern ergebe sich auch aus den im vorinstanzlichen Verfahren eingeholten Stellungnahmen von damals zuständigen Funktionären. Kein einziges Element des Baulinienzwecks sei danach verwirklicht worden: weder ein Ausbau der Seestrasse noch ein Abbruch von Gebäuden für die Parkanlage noch Seeaufschüttungen für die Seeufergestaltung. Wie es häufig der Fall sei, seien die Baulinien trotzdem lange Zeit nicht aufgehoben worden. Erst 2007 sei die Anpassung erfolgt. Das Verwaltungsgericht übersehe, dass Baulinien nicht einfach formlos ein Ersatzzweck zugeschrieben werden könne. Vielmehr bedürfe es einer entsprechenden Neufestsetzung, schon aus Gründen der Eigentumsgarantie. Zudem käme es einer Verletzung dieser Garantie gleich, wenn mit einem 100 m breiten Baulinienbereich die Erstellung eines schmalen Wegs gesichert würde. Schliesslich seien Pläne für einen Seeuferweg in diesem Bereich höchstens behördenintern gewesen und hätten ihren ersten Ausdruck erst im kantonalen Richtplan von 1985 gefunden, also rund 15 Jahre nach dem Dahinfallen des Zwecks der Baulinien von 1959. Im Gemeinderatsbeschluss vom 28. Februar 2007, als die Aufhebung der Baulinien beschlossen worden sei, sei explizit festgehalten worden, dass auf eine Sicherung des im regionalen Richtplan festgelegten Seeuferwegs mittels Baulinien vorerst verzichtet werde.
Der Wegfall des Baulinienzwecks spiegle sich auch in der Behördenpraxis. Ab Ende der 1960er-Jahre seien die früher befristet erteilten provisorischen Baubewilligungen im betroffenen Bereich nicht mehr erneuert worden. Es sei aber auch keine Beseitigung der Bauten angeordnet worden, weil man offensichtlich angenommen habe, dass diesen nun nichts mehr im Weg stehe bzw. dass sie trotz abgelaufener Bewilligungsdauer rechtmässig seien. Insoweit liege denn auch ein konkludentes Verhalten seitens der Baubehörden vor, zumal die Bauten in Seeufernähe bekanntermassen auf einer alljährlichen Kontrollfahrt überwacht worden seien.
2.2. Da die Seeufergestaltung, deren Umsetzung die Baulinien von 1959 hätten sichern sollen, unbestrittenermassen spätestens ab 1973 nicht mehr realisierbar war, fragt sich, ob das blosse Weiterbestehen der Baulinien bzw. später aufkommende Pläne für einen Seeuferweg ausgereicht hätten, um eine Baubewilligung für das Bootshaus während der gesamten Dauer vom Ablauf der letzten provisorischen Bewilligung (1969) bis zur Umzonung in die Freihaltezone (1999) zu verweigern. In dieser Hinsicht ist Folgendes in Erwägung zu ziehen:
Die Festsetzung einer Baulinie hat eine Eigentumsbeschränkung zur Folge (Art. 26 BV) und ist deshalb nur zulässig, wenn sie insbesondere durch ein öffentliches Interesse gerechtfertigt und verhältnismässig ist (Art. 36 Abs. 2 und 3 BV). Ob diese Voraussetzungen erfüllt sind, bestimmt sich vornehmlich nach dem Zweck der Baulinie, wie er bei deren Festsetzung definiert wird. § 110 PBG hält in dieser Hinsicht fest, dass das Enteignungsrecht, das dem Werkträger zusteht, im Rahmen der Zweckbestimmung der Baulinien gegeben ist. Nur gestützt auf den Zweck der Baulinie kann mithin überprüft werden, ob die damit einhergehende Eigentumsbeschränkung verhältnismässig ist und ob insbesondere das Mass der belasteten Fläche nicht weiter geht, als es der Zweck der Baulinie erfordert (vgl. BGE 118 Ia 372 E. 4a S. 374; Urteil 1P.225/1991 vom 25. November 1992 E. 3c, in: ZBl 94/1993 S. 224). Aus denselben Überlegungen verlangt die Rechtsprechung eine generelle Projektstudie, wenn die künftige Anlegung von Strassen und Wegen, die mit Baulinien gesichert werden sollen, die Beseitigung einer Baute zur Folge haben kann. Nur so kann beurteilt werden, ob dies unvermeidlich oder ob eine weniger einschneidende Lösung möglich ist - welche im Falle einer Seeuferwegplanung etwa im Bau eines Stegs bestehen kann (BGE 118 Ia 394 E. 5b und c S. 404 f. mit Hinweisen). In BGE 121 II 317 hielt das Bundesgericht fest, dass eine Planungsmassnahme, die dem Eigentümer Einschränkungen auferlegt und die aufgrund gewandelter Verhältnisse nicht mehr durch ein überwiegendes öffentliches Interesse gerechtfertigt ist, grundsätzlich auch nicht mehr mit der Eigentumsgarantie vereinbar ist (a.a.O., E. 12b S. 345 f.). Und schliesslich sieht die am 1. Februar 1992 in Kraft getretene Bestimmung von § 110a PBG vor, dass Eigentümer von Grundstücken, die von Bau- und Niveaulinien betroffen sind, Anspruch auf deren Überprüfung haben, wenn die Richtplanung den durch die Bau- und Niveaulinien gesicherten Ausbau nicht mehr vorsieht.
2.3. Wo sich die Verhältnisse so geändert haben, dass das öffentliche Interesse an nutzungsplanerischen Festsetzungen fragwürdig erscheint, hat der davon Betroffene einen Anspruch auf die akzessorische Überprüfung deren Verfassungsmässigkeit (BGE 127 I 103 E. 6b S. 105 f.; 121 II 317 E. 12c S. 346; je mit Hinweisen). Nach dem Dahinfallen des ursprünglichen Zwecks der Baulinien im Jahre 1973 konnten diese neuen Baugesuchen nicht mehr entgegengehalten werden. Der Stadt Zürich ist das nicht entgangen. So führt sie in ihrer Vernehmlassung an die Vorinstanz vom 3. Dezember 2013 aus, sie habe wegen des entfallenen Zwecks der Baulinien für die zahlreichen bestehenden Bauten in ihrem Bereich, deren befristete Bewilligungen ausgelaufen waren, keine Beseitigung angeordnet und sie weiterhin toleriert. Vereinzelt wurden neue Bauprojekte innerhalb der Baulinien offenbar vorbehaltslos bewilligt, in einem anderen Fall stellte die Bausektion fest, dass die fraglichen Baulinien überholt seien und keine Beachtung mehr verdienten, zumal auch keine negative Präjudizierung einer künftigen Anpassung der Baulinien ersichtlich sei (Entscheid der Bausektion der Stadt Zürich BE 144/99 vom 9. Februar 1999, E. B/b und c). Damit ist in hinreichender Weise erstellt, dass zumindest während einer gewissen Zeitperiode ein Baugesuch nicht mehr unter Hinweis auf die Baulinien abgelehnt werden konnte. In Übereinstimmung damit erklärte die Stadt Zürich in ihrer Vernehmlassung im ersten bundesgerichtlichen Verfahren vom 9. Januar 2013, für das Bootshaus der Beschwerdeführerin hätte nach 1969 eine definitive Baubewilligung erteilt werden können bzw. müssen.
Unter diesen Umständen nimmt die Vorinstanz zu Unrecht an, die Baulinien hätten im fraglichen Gebiet noch bis in die 1990er-Jahre beachtet werden müssen. Sie verweist in ihrem Urteil zwar auf Pläne für eine neue Seeufergestaltung mit Grünzügen und einem Uferweg. Naheliegenderweise bestanden solche Pläne jedoch im Jahre 1973 - beim Dahinfallen des Baulinienzwecks - noch nicht. Soweit aus den Akten ersichtlich ist, stammen sie aus einem späteren Zeitraum.
3.
3.1. Insgesamt geben weder der angefochtene Entscheid noch die Akten Anlass anzunehmen, dass das Bootshaus der Beschwerdeführerin nicht hätte definitiv bewilligt werden können, wenn zu gegebener Zeit ein entsprechendes Baugesuch gestellt worden wäre. Es ist deshalb zu prüfen, ob eine Bewilligung der geplanten Solaranlage unter dem Titel von Art. 24c RPG möglich ist. Diese Bestimmung lässt es insbesondere zu, das Bootshaus zu erneuern, teilweise zu ändern und massvoll zu erweitern, wobei in jedem Fall die Vereinbarkeit mit den wichtigen Anliegen der Raumplanung vorbehalten bleibt (Abs. 2 der vorliegend anwendbaren, bis zum 31. Oktober 2012 gültigen Fassung). Dies bedingt eine Interessenabwägung (Urteil 1C_311/2012 vom 28. August 2013 E. 5.3 mit Hinweisen).
3.2. Der vorgesehene Aufbau einer Solaranlage führt zu einer teilweisen Änderung des Bootshauses (Urteil 1C_311/2012 vom 28. August 2013 E. 5.3). Gemäss der Ausführungsbestimmung von Art. 42 Abs. 1 RPV sind derartige Änderungen zulässig, wenn die Identität der Baute oder Anlage einschliesslich ihrer Umgebung in den wesentlichen Zügen gewahrt bleibt; Verbesserungen gestalterischer Art sind zulässig (bis zum 31. Oktober 2012 gültige Fassung von Art. 42 RPV). Ob die Identität der Baute im Wesentlichen gewahrt bleibt, ist unter Würdigung der gesamten Umstände zu beurteilen; bei Zweckänderungen sind dabei insbesondere auch Nutzungsart, -intensität, Emissionen und Erschliessung zu berücksichtigen (Art. 42 Abs. 3 RPV; BGE 132 II 21 E. 7.1.2 S. 43 mit Hinweisen; 133 II 409 E. 3 S. 416 f.). Gefordert ist also nicht völlige Gleichheit von Alt und Neu, vielmehr bezieht sich die Identität auf die aus raumplanerischer Sicht wichtigen Merkmale des Objekts (Urteil 1C_488/2010 vom 8. September 2011 E. 2.3 mit Hinweis, in: ZBl 113/2012 S. 271).
3.3. Im Urteil 1C_311/2012 vom 28. August 2013 hat das Bundesgericht dargelegt, dass im Rahmen der Beurteilung der Zulässigkeit einer teilweisen Änderung in Form der Installation einer Solaranlage die im neuen Art. 18a RPG zum Ausdruck kommenden gesetzgeberischen Bestrebungen zu beachten sind, solche Anlagen auch auf der Ebene des Raumplanungsrechts zu fördern. Selbst wenn Art. 18a RPG auf Schutzzonen nicht direkt anwendbar ist, ist der ihm zugrunde liegende Förderungszweck in diesem Bereich ebenfalls zu berücksichtigen. Mithin ist bei der Installation einer Solaranlage nur mit Zurückhaltung davon auszugehen, die Identität der Baute oder Anlage einschliesslich ihrer Umgebung werde erheblich beeinträchtigt. Zudem ist auch bei der Interessenabwägung nach Art. 24c RPG diesem Gedanken Rechnung zu tragen (zum Ganzen: a.a.O., E. 5.3 mit Hinweisen).
3.4. Das Anbringen der geplanten Solaranlage auf dem bestehenden Bootshaus führt zu Veränderungen in dessen Erscheinungsbild. Der Beschwerdegegner macht geltend, dass anstelle der bisherigen verwitterten Aussenfassade und des Ziegeldachs des bald 90-jährigen Bootshauses ein moderner, allseitig identisch materialisierter Kubus mit Spiegeleffekt entstehe, der die Wesensgleichheit der Baute sprenge. Aus den Plänen geht hervor, dass die Kubatur nur unwesentlich zunimmt, denn die Aufbauhöhe beträgt gemäss dem Baubewilligungsentscheid vom 18. Mai 2011 höchstens 15 cm. Indessen betrifft die Einkleidung mit Solarzellen eine Fläche von 38 m2 und weist damit einen erheblichen Umfang auf. Zu berücksichtigen ist in dieser Hinsicht jedoch auch, dass sich diese Fläche aus dem Umstand ergibt, dass die Solaranlage die südliche Dachhälfte und die Südfassade auf ihrer gesamten Länge bedecken soll. Trotz der erheblichen Fläche lässt sich mit einer geeigneten Wahl von Farbe und Struktur der Solarzellen (insbesondere der Dachziegelform für das Dach) ein optischer Eindruck erzielen, der nahe bei jenem des Ausgangszustands liegt. Dies zeigt die von der Beschwerdeführerin eingereichte Visualisierung anschaulich. Jedenfalls hat die Stadt Zürich das ihr in diesem Bereich zustehende Ermessen nicht überschritten, wenn sie zum Schluss gelangt, dass durch den gewählten grau-braunen Farbton eine befriedigende Einordnung gewährleistet sei. Das Vorsorgeprinzip verpflichtet schliesslich dazu, Solarzellen mit möglichst niedriger Blendwirkung zu verwenden (Urteil 1C_177/2011 vom 9. Februar 2012 E. 6.5, in: URP 2012 S. 315). Auf diese Weise ist es möglich, zum einen die unter dem Gesichtspunkt der Wesensgleichheit zu berücksichtigenden Emissionen zu reduzieren und zum andern dem Landschaftsschutz als wichtiges Anliegen der Raumplanung Rechnung zu tragen (vgl. Urteil 1A.232/2005 vom 13. Juni 2006 E. 3.3, in: ZBl 108/2007 S. 38).
Auch im Übrigen ist das Projekt mit den wichtigen Anliegen der Raumplanung vereinbar. Zwar begründet die Inventarisierung des Zürichsees gemäss § 204 Abs. 1 PBG die Pflicht des Gemeinwesens, das Gewässer zu schonen und, wo das öffentliche Interesse daran überwiegt, ungeschmälert zu erhalten (vgl. Urteil 1C_311/2012 vom 28. August 2013 E. 3.2). Nach dem Ausgeführten ist die Änderung im Erscheinungsbild jedoch untergeordneter Natur und zudem die Einordnung von der Bausektion als befriedigend eingestuft worden. Letztere Einschätzung ist insbesondere angesichts der sich aus den Akten ergebenden, naturfernen Gestaltung des Uferbereichs im betroffenen Gebiet ohne Weiteres nachvollziehbar. Schliesslich steht dem Anbau auch der Planungsgrundsatz von Art. 3 Abs. 2 lit. c RPG, wonach See- und Flussufer freizuhalten sind, nicht entgegen, zumal es nicht um den Wiederaufbau einer Baute geht, sondern lediglich um deren teilweise Änderung (vgl. als Gegenbeispiel: Urteil 1A.251/2003 vom 2. Juni 2004 E. 3, in: ZBl 106/2005 S. 380).
Insgesamt erscheint die Veränderung des Erscheinungsbilds des Bootshauses als von untergeordneter Bedeutung. Auch die mit dem Aufbau einhergehende teilweise Zweckänderung stellt vor dem Hintergrund der raumplanungsrechtlichen Förderung von Solaranlagen die Wesensgleichheit nicht in Frage. Die ursprüngliche Nutzungsart des Bootshauses bleibt erhalten und ändert sich nicht grundlegend, auch wenn die überschüssige Energie für das Wohnhaus verwendet oder ins öffentliche Netz gespiesen wird (vgl. BGE 113 Ib 303 E. 3b S. 306 mit Hinweis). Da das Vorhaben nach dem Ausgeführten schliesslich auch mit den wichtigen Anliegen der Raumplanung vereinbar ist, kann es gestützt auf Art. 24c Abs. 2 RPG bewilligt werden.
4.
4.1. Nach Art. 41c GSchV dürfen im Gewässerraum nur standortgebundene, im öffentlichen Interesse liegende Anlagen wie Fuss- und Wanderwege, Flusskraftwerke oder Brücken erstellt werden. In dicht überbauten Gebieten kann die Behörde für zonenkonforme Anlagen Ausnahmen bewilligen, soweit keine überwiegenden Interessen entgegenstehen (Abs. 1). Gemäss Abs. 2 der genannten Norm sind rechtmässig erstellte und bestimmungsgemäss nutzbare Anlagen im Gewässerraum in ihrem Bestand grundsätzlich geschützt. Da das Bootshaus der Beschwerdeführerin weder zonenkonform noch im öffentlichen Interesse standortgebunden ist, kann es nicht nach Art. 41c Abs. 1 GSchV bewilligt werden. Fraglich ist damit einzig, ob es nach Abs. 2 bewilligungsfähig ist.
4.1.1. Die Tragweite von Art. 41c Abs. 2 GSchV ist umstritten. Teilweise wird die Auffassung vertreten, der Bestandesschutz reiche gleich weit wie nach den raumplanungsrechtlichen Normen (Art. 24 ff. und Art. 37a RPG; BAFU, Erläuternder Bericht vom 20. April 2011 zur Parlamentarischen Initiative Schutz und Nutzung der Gewässer (07.492) - Änderung der Gewässerschutz-, Wasserbau-, Energie- und Fischereiverordnung, S. 15; CHRISTOPH FRITZSCHE/PETER BÖSCH/THOMAS WIPF, Zürcher Planungs- und Baurecht, 5. Auflage, 2011, Band 2, S. 791 f.; CHRISTIAN MUNZ/PETER HEER, Gewässerraum für Fliessgewässer, BAURECHT LEXPRESS 3/2013 S. 3; implizit wohl auch ARNOLD MARTI, Planungs- und Baurecht - Gewässerschutz, ZBl 115/2014 S. 217). Das AWEL nimmt demgegenüber unter Hinweis auf eine neuere Äusserung in der Literatur ( NINA MASSÜGER S ánchez Sandoval, Bestandesschutz von Bauten und Anlagen innerhalb des Gewässerraums im Kanton Zürich, PBG aktuell 4/2012 S. 6-8 und 23-25) an, Art. 41c Abs. 2 GSchV gehe nicht über die verfassungsrechtliche Besitzstandsgarantie (sog. kleiner Unterhalt) hinaus.
4.1.2. Ausgangspunkt jeder Auslegung ist der Wortlaut der Bestimmung. Ist der Text nicht ganz klar und sind verschiedene Auslegungen möglich, so muss nach seiner wahren Tragweite gesucht werden, dies unter Berücksichtigung aller Auslegungselemente, namentlich von Sinn und Zweck sowie der dem Text zugrunde liegenden Wertung (BGE 140 II 415 E. 5.4 S. 421).
4.1.3. Dem Wortlaut lassen sich keine Hinweise zur genauen Tragweite von Art. 41c Abs. 2 GSchV entnehmen. Hingegen fällt auf, dass diese Norm den Bestandesschutz im Unterschied zu Art. 24c RPG lediglich auf Verordnungsstufe regelt. Das spricht dagegen, den Bestandesschutz nach Art. 41 Abs. 2 GSchV in einem engeren Sinn zu verstehen als in Art. 24c RPG, zumal sich der Uferschutz gemäss Gewässerschutzgesetzgebung und jener gemäss Raumplanungsgesetzgebung zu einem erheblichen Teil überschneiden (vgl. Art. 36a Abs. 1 GSchG sowie Art. 3 Abs. 2 lit. c und Art. 17 Abs. 1 lit. a RPG). Die Verankerung von Art. 41c Abs. 2 GSchV auf einer tieferen Normstufe legt es vielmehr nahe, den Schutz des Gewässerraums als öffentliches Interesse zu sehen, das als wichtiges Anliegen gemäss Art. 24c Abs. 2 RPG anzuerkennen und in die Interessenabwägung einzubeziehen ist (ebenso der Entscheid des Baurekursgerichts des Kantons Zürich vom 25. September 2013 E. 6, in: BEZ 2014 Nr. 13). Soweit Art. 24c RPG anwendbar ist, kommt Art. 41c Abs. 2 GSchV deshalb keine eigenständige Bedeutung zu. Anders verhält es sich dagegen, wenn Art. 24c RPG nicht zum Zug kommt, weil bestehende zonenkonforme Bauten im Gewässerraum zu beurteilen sind. Ob in diesem Fall Art. 41c Abs. 2 GSchV der gleiche Anwendungsbereich zuzuerkennen ist wie Art. 24c RPG, um ungerechtfertigte Ungleichbehandlungen zu vermeiden, kann hier aber offen bleiben (vgl. auch MASSÜGER S ánchez Sandoval, a.a.O., S. 25).
4.2. Auf die Ausführungen zur Interessenabwägung gemäss Art. 24c RPG kann verwiesen werden (E. 3.4 hievor). Die Situierung im Gewässerraum beeinflusst diese Interessenabwägung vorliegend nicht, zumal keine Anzeichen dafür bestehen, dass die durch den Gewässerraum sicherzustellenden Funktionen (natürliche Gewässerfunktionen, Hochwasserschutz und Gewässernutzung, vgl. Art. 36a GSchG) durch die geplante Solaranlage tangiert würden. So hat das AWEL in seinem Mitbericht vom 5. September 2014 erwogen, dass die Solaranlage weder zusätzliche Fläche im Uferraum in Anspruch nehme noch sonstwie den Anliegen des Hochwasserschutzes oder des Natur- und Landschaftsschutzes zuwiderlaufe. Auch das BAFU hat in seiner Vernehmlassung festgehalten, es seien keine gewässerschutzmotivierten Gründe des Bundesrechts ersichtlich, die gegen eine Bewilligung sprechen würden.
4.3. Das Bauvorhaben der Beschwerdeführerin fällt damit unter die Besitzstandsgarantie gemäss Art. 24c RPG und Art. 41c Abs. 2 GSchV. Es kann bewilligt werden.
5.
Die Beschwerde ist aus den genannten Gründen gutzuheissen und der angefochtene Entscheid aufzuheben. Die Baubewilligung ist in Bestätigung des Bauentscheids der Bausektion der Stadt Zürich vom 18. Mai 2011 zu erteilen.
Die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens sind dem unterliegenden Beschwerdegegner aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Die nicht anwaltlich vertretene Beschwerdeführerin hat keinen Anspruch auf eine Parteientschädigung (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG; BGE 133 III 439 E. 4 S. 446 mit Hinweis).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird gutgeheissen, der angefochtene Entscheid aufgehoben und die Baubewilligung in Bestätigung des Bauentscheids der Bausektion der Stadt Zürich vom 18. Mai 2011 erteilt.
Die Angelegenheit wird zur Neuverlegung der Kosten für die Verfahren vor den kantonalen Behörden an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich zurückgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 4'000.-- werden dem Beschwerdegegner auferlegt.
3.
Es wird keine Parteientschädigung zugesprochen.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, der Bausektion der Stadt Zürich, der Baudirektion und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 3. Abteilung, 3. Kammer, dem Bundesamt für Umwelt und dem Bundesamt für Raumentwicklung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. Juni 2015
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Fonjallaz
Der Gerichtsschreiber: Dold