Jednym z koronnych argumentów podawanych przez sceptyków rozwoju energetyki słonecznej jest powierzchnia, którą trzeba przeznaczyć na instalację odpowiednio dużej farmy słonecznej. Odpowiedzią mogą być pływające elektrownie solarne, które pozwoliłyby wykorzystać powierzchnię akwenów. Dzisiaj kraje jak Japonia są zmuszone do sięgnięcia po takie rozwiązania – pisze Patrycja Rapacka, redaktor BiznesAlert.pl.
Jest sporo zalet…
Pływająca elektrownia słoneczna szczególnie nie różni się od standardowej elektrowni tego typu. Panele są zainstalowane na platformie pływającej, a same solary zaprojektowane i dostosowane do warunków wodnych, w których występuje duża wilgotność. Pływające farmy słoneczne są najczęściej zainstalowane na sztucznych zbiornikach wodnych, jeziorach, basenach, rzadko na wodach oceanów i mórz, z racji niespokojnej powierzchni wód. Pływające elektrownie można także zainstalować na powierzchniach zbiorników zaporowych czy retencyjnych. Pierwsze tego typu elektrownie zostały zainstalowane w 2008 roku i są one popularne w Chinach, Japonii oraz Wielkiej Brytanii. Poniższy schemat, przedstawiony w raporcie Banku Światowego, obrazuje budowę typowej, pływającej elektrowni słonecznej.
Inwestorzy częściej rozważają budowę pływającej platformy ze względu na prostszy proces instalacyjny. Nie jest wymagana dzierżawa lub wykup nieruchomości pod instalację. Ich budowa nie wymaga także usuwania drzew czy wycinania części lasów pod instalację. Dochodzą także aspekty związane z temperaturą otoczenia. Wydajność paneli słonecznych spada wraz ze wzrostem temperatury, dlatego w krajach, gdzie wysoka temperatura występuje przez cały rok, instaluje się układy chłodzące ogniwa. Panele słoneczne mogą nagrzewać się do 65 stopni Celsjusza (według energysage.com), co powoduje znaczny spadek wydajności. W przypadku pływających instalacji, czynnikiem chłodzącym może okazać się zbiornik wodny, na którym znajdują się panele.
Jako zaletę można również wskazać fakt, że pływająca elektrownia osłania zbiornik wodny, a przez to zmniejsza czynnik parowania wodnego. Jest to cecha cenna w obszarach, na których panują susze. Cień, który zapewnia instalacja, może także zmniejszyć proces kwitnienia glonów w zbiornikach słodkiej wody.
… ale i wad
Tak jak każda nowa technologia, pływająca elektrownia słoneczna posiada także wady. Dostawy energii z tego źródła są niestabilne i wymagają rozwiniętego systemu magazynowania energii, ale to cecha wszystkich źródeł odnawialnych (OZE). Pływające farmy fotowoltaiczne mogą być mimo to doskonałym uzupełnieniem miksu energetycznego w szczytach zapotrzebowania na energię elektryczną. Ważne są także koszty technologii, które dziś są o wiele większe od tych, które trzeba ponieść przy budowie typowej elektrowni słonecznej na lądzie. Technologia jest stosunkowo młoda i wymaga bardziej specjalistycznych rozwiązań oraz zasobów ludzkich. Oczywiście, entuzjaści spodziewają się spadku kosztów wraz z rozwojem technologii.
Rapacka: Grecja dobra na wakacje i transformację (energetyczną)
Kolejną wadą jest fakt, że pływająca elektrownia słoneczna nie będzie dostępna dla każdego podmiotu. Ta technologia dziś zapewnia energię przeważnie podmiotom użyteczności publicznej lub firmom. Projektanci nie biorą pod uwagę farm o małej skali.
Przeciwnicy instalacji wodnych martwią się także o to, że pływające instalacje mogą zaszkodzić ekosystemom morskim poprzez przykrycie światła słonecznego na dużej powierzchni. Na razie brakuje kompletnych badań i danych o skutkach środowiskowych tej technologii.
Nie wolno tez zapominać o obawach związanych z klęskami żywiołowymi czy anomaliami pogodowymi. W jaki sposób może się zachować elektrownia słoneczna podczas sztormów, huraganów czy burz? Dla przykładu, pływająca farma solarna firmy Kyocera o mocy 13,6 MW została uszkodzona przy wietrze o prędkości 120 km/h. Elektrownia była zlokalizowana na zbiorniku tamy Yamakura. Wiatr oderwał kilka modułów, doszło do pożaru, który zajął około 50 paneli słonecznych. Uszkodzenie nastąpiło zaledwie rok po uruchomieniu w marcu 2018 roku.
Azja jest liderem
Technologie tego typu są w powszechnym użyciu już dziś, ale w Japonii. W tym właśnie kraju powstała pierwsza pływająca farma słoneczna. Stało się to w prefekturze Aichi. Japonia jest zmuszona do poszukiwania innowacyjnych rozwiązań na rzecz rozwoju źródeł odnawialnych, gdyż ze względu na małą powierzchnię terytorialną nie może sobie pozwolić na instalację wielkoskalowych farm fotowoltaicznych. Japonia zintensyfikowała inwestycje w OZE po katastrofie jądrowej w Fukushimie. Według danych Banku Światowego, na świecie jest już około 100 pływających farm słonecznych, z czego 73 są zainstalowane właśnie w Japonii. Japonia posiada także dużo zbiorników wodnych. Przykładowo, prefektura Hyogo ma około 40 tysięcy jezior.
W rozwój platform inwestują m.in. Korea Południowa, Chiny, Tajlandia, Indie, Portugalia, Francja Wielka Brytania czy USA. W przypadku tego ostatniego kraju, naukowcy z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) wyliczyli, że pływająca fotowoltaika zainstalowana na ponad 24 tys. sztucznych zbiornikach może wytworzyć około 10 procent rocznej produkcji energii elektrycznej w tym kraju. Z roku na rok na świecie przybywa mocy zainstalowanych w pływających elektrowniach, co obrazuje poniższy wykres.
Źródło: Bank Światowy, „Where Sun Meets Water. Floating solar market Report”
Potrzebne są nowe informacje
Pływające farmy fotowoltaiczne mogą być dla jednych krajów „gadżetem”, a dla innych narzędziem do osiągnięcia celów redukcji emisji. Tę technologię poważniej będą traktowały kraje, które mają do dyspozycji małą powierzchnię gruntów, jak Japonia. Technologia pływających elektrowni wiatrowych jest nowa, więc należy spodziewać się w przyszłości redukcji kosztów technologii i instalacji. W raporcie Banku Światowego można przeczytać, że należy odróżnić ryzyko od niewiadomych. Bank sugeruje, że należy zwiększyć przejrzystość i wymianę wiedzy w zakresie kosztów kapitałowych, wpływu na środowisko oraz wydajności samych instalacji. Te czynniki mogą pomóc międzynarodowym inwestorom i kredytobiorcom w ocenie projektów i w ten sposób przełożyć się na mniejsze koszty finansowania inwestycji. Według wyliczeń Banku Światowego nie ma też znaczącej różnicy we wskaźniku LCOE, jeśli porównać instalację lądową z wodną o takim samym kącie padania światła. Wyższe koszty kapitałowe pływających farm mają być równoważone przez większą wydajność paneli na wodzie. Z punktu widzenia inwestora, argumentem „za” jest także koszt użytkowania nieruchomości konieczny do poniesienia w przypadku elektrowni lądowej. Czekamy zatem na więcej informacji o rozwoju pływających farm.
