Panele słoneczne na wodzie – przyszłość czy chwilowa moda?
Wodne elektrownie PV to nowa technologia, która od kilku lat przeżywa dynamiczny rozkwit. Na początku lipca Singapur uruchomił pływającą farmę PV o wielkości 45 boisk piłkarskich. Pod koniec lipca dowiedzieliśmy się, że w Indonezji ma powstać pływająca elektrownia fotowoltaiczna o mocy 2,2 GW, zajmująca obszar 1600 hektarów – ma to być największa pływająca farma energii na świecie. W tym samym czasie budowa pierwszej pływającej farmy słonecznej w Polsce powoli dobiega końca.
Czy pływające elektrownie słoneczne są przyszłością i mogą zagrozić morskiej dominacji farm wiatrowych? Postaramy się odpowiedzieć na to pytanie.
Zobacz także: Transformacja energetyczna światowej gospodarki ku zeroemisyjności będzie kosztować minimum 56 bilionów dolarów, ocenia Goldman Sachs
Singapur wykorzystuje pływające farmy PV do zasilania oczyszczalni wody…
Spółka Sembcorp Industries (notowana na giełdzie papierów wartościowych w Singapurze) wybudowała dla Singapuru pływającą elektrownię słoneczną o mocy 60 MW, którą miasto-państwo rządzone przez Lee Hsien Loonga wykorzysta do zasilania oczyszczalni wody. Władze Singapuru zdecydowały się na umieszczenie konstrukcji na wodzie przez wzgląd na bardzo ograniczoną powierzchnię lądu oraz obietnice czterokrotnego zwiększenia produkcji energii słonecznej do 2025 roku. Na powierzchni 45 hektarów umieszczono 122 tysiące paneli słonecznych, których żywotność została przewidziana na około 25 lat – jako ciekawostkę dodamy, że panele te mają być serwisowane za pomocą dronów. Omawiany projekt nie jest jedyną inwestycją w pływające panele słoneczne realizowaną obecnie w Singapurze – w tym momencie na różnym etapie jest budowa aż 4 pływających farm PV dedykowanych dla tego państwa, a kilka innych dopiero zostało oddanych do użytku.
Źródło: reuters.com, REUTERS/Chen Lin
… w Indonezji powstanie pływająca elektrownia za 2 miliardy USD…
Singapurska grupa Sunseap – rozważająca obecnie IPO – poinformowała, że zainwestuje dwa miliardy dolarów w budowę olbrzymiej pływającej elektrowni, która podwoi moce w portfelu energetycznym spółki. Obiekt powstanie w Indonezji, w okolicy wyspy Batam na Zbiorniku Duriangkang, zajmując aż 1600 hektarów, dzięki czemu będzie to największa pływająca farma PV na świecie oraz jedna z większych farm PV w ogóle. Budowa ma ruszyć w 2022 roku i zostać ukończona w 2 lata – prognozowany roczny uzysk energetyczny z elektrowni szacuje się na 2,6 TWh. Część zielonej energii wyprodukowanej przez pływające panele słoneczne zostanie zużyta w Batam, a pozostała część ma być potencjalnie eksportowana kablem podmorskim do oddalonego o około 50 kilometrów Singapuru. Ze względu na ograniczone zapotrzebowanie na energię w Batam, obiekt ten budowany jest z myślą o przyszłości, w której rozwój wyspy oraz odejście od spalania paliw kopalnych (które są głównym źródłem energii w tym regionie), wspomagane impulsem dla przemysłu wyspy, ma skłonić Indonezję do korzystania z energii dostarczanej przez Sunseap – a nawet jeśli plan nie wypali, Singapur bardzo chętnie dokupi trochę zielonej energii, aby realizować coraz wyższe oczekiwania dekarbonizacyjne międzynarodowych organizacji. Co ciekawe, w ramach tej inwestycji Sunseap planuje także budowę wielkiego magazynu energii o mocy 4 GWh, który będzie stabilizował przepływ energii elektrycznej produkowanej przez panele słoneczne.
… a w Polsce budowa pierwszej pływającej farmy PV dobiega końca
W województwie kujawsko-pomorskim powoli kończy się budowa pierwszej polskiej pływającej elektrowni PV (jest to pierwszy komercyjny obiekt tego typu wykonany w naszym kraju). Instalację wykonuję spółka Arta Energy dla spółki ZPK Snake s.c. Obiekt o mocy 500 kW powstanie na zbiorniku powyrobiskowym, który od lat stał odłogiem – jest to jeden z niewielu sposobów na efektywne zagospodarowanie terenu tego typu. Co ciekawe, budowa obiektu ruszyła, gdy zbiornik był skuty lodem, co wcale nie przeszkodziło inżynierom w przeprowadzeniu robót.
Źródło: Arta Energy, (instagram: @artaenergy.pl)
Czy panele słoneczne na wodzie są lepsze od instalacji lądowych?
Panele słoneczne od swoich lądowych odpowiedników różnią się przede wszystkim sposobem umieszczenia, ponieważ montowane są na pływających platformach. Inne zmiany dotyczą między innymi chłodzenia – panele umieszczone na pływających platformach chłodzone są przez wodę, dzięki czemu są między 5 a 15% bardziej efektywne od swoich konwencjonalnych odpowiedników. W tym wypadku różnica jest czystym uzyskiem, który otrzymuje się w pewnym stopniu za darmo, jako cechę technologii. Co więcej, wodne instalacje PV nie pracują w cieniu budynków, co w większych ośrodkach często ogranicza efektywność paneli słonecznych. Z oczywistych względów jest to rozwiązanie dedykowane dla gospodarek, których ograniczona przestrzeń lądowa zbiega się z dostępem do stabilnych wód – jednak przestrzeń na lądzie jest zdecydowanie bardziej ograniczona niż przestrzeń na wodach, dzięki czemu potencjał pływających farm słonecznych jest znacznie mniej ograniczony. Jako dodatkową korzyść część naukowców wskazuje pozytywne działanie paneli słonecznych na wodną florę i faunę – instalacje te tworzą cień, który w dużym stopniu blokuje powstawanie lub rozprzestrzenianie się alg, glonów i wodorostów, dzięki czemu jakość wody (jej czystość i właściwości) jest zdecydowanie wyższa. Co więcej, cień ten może ograniczyć proces parowania wody, dzięki czemu montaż pływających paneli słonecznych może przyczynić się do ograniczenia ryzyka suszy i poprawić termoregulację w niektórych regionach świata (przez to też zapobiegać ekstremom takim jak powodzie).
Z drugiej jednak strony, środowisko naukowe sygnalizuje potencjalnie negatywny wpływ wodnych instalacji PV na ryby oraz inne bardziej złożone organizmy wodne – instalacje te mogą ograniczać dostęp do pożywienia oraz różnorodność (bioróżnorodność) morskiej flory i fauny, także poprzez ograniczenie dostępu do słońca. Potencjalnie może być to zagrożenie dla niektórych gatunków wodnych, także przez zajmowanie bardzo dużych połaci wody, choć obecnie są to raczej domniemania. Choć postulowane skutki użytkowania pływających paneli słonecznych to raczej domniemania i potencjalne zagrożenie (co widać po tym, iż częściowo wnioski te mogą się wykluczać – jak pisaliśmy, jest to stosunkowo nowa technologia, przez co jej długotrwałe skutki ekologiczne nie są jeszcze szczegółowo i obszernie opisane w literaturze przedmiotu), nie jest wykluczone, iż technologia ta może mieć choć minimalnie negatywny wpływ na środowisko, co naturalnie byłoby jej dużą wadą w stosunku do lądowych odpowiedników (które raczej uznawane są za technologię neutralną dla środowiska, pomijając wycinki drzew pod tereny na farmy oraz degradację środowiska związaną z nadmierną eksploatacją złóż oraz zanieczyszczeniem spowodowanym produkcją i wyłączeniem z użytkowania). Dodatkowo, pływające panele słoneczne są droższe w kupnie, montażu i utrzymaniu od swoich lądowych odpowiedników, co ogranicza także ich implementację w projektach małoskalowych (prosumenci raczej nie mają tu czego szukać – to nie jest obecnie rozwiązanie do przydomowych oczek wodnych). Wysoka cena wynika nie tylko z samej technologii, która nie różni się całkowicie od instalacji typowo lądowych, ale przede wszystkim z wymogów konstrukcyjnych – aby pływające platformy pełne elektroniki wytrzymały 25 lat w środowisku skrajnie wilgotnym i nieprzyjaznym, potrzebne są bardzo dobre zabezpieczenia i systemy ochronne, jak również okresowa konserwacja. Jednakże, warto zwrócić uwagę na fakt, że jeśli dryfujące panele słoneczne miałyby być alternatywą dla morskich elektrowni wiatrowych, to czysta energia płynąca z nawodnych paneli PV – wedle obecnego poziomu wiedzy – wydaje się mieć znacznie mniej negatywny wpływ na środowisko, niż popularne obecnie „wiatraki”. Co więcej, w pewnych okolicznościach budowa elektrowni PV na wodzie może być tańsza od farm lądowych (tym bardziej, że koszty instalacji wodnych powinny z czasem maleć) – dodatkowo, na pewnych typach zbiorników wodnych, jak zbiorniki poprzemysłowe lub innego typu zbiorniki wyłączone z użytkowania, jest to efektywny sposób na zagospodarowanie przestrzeni w sposób ekologiczny i pożyteczny dla środowiska naturalnego. Trudno traktować pływające panele PV jako alternatywę dla wodnych elektrowni wiatrowych, jednak w środowisku naturalnym i ekonomii istnieją nisze pozwalające stworzyć popyt i warunki na oba z tych rozwiązań.
Odpowiedź na zadane w tytule pytanie wcale nie jest prosta czy zero-jedynkowe, jednak po pierwszych wdrożonych projektach wydaje się, że jest to technologia, która ma bardzo duży potencjał i zdecydowanie nie należy jej ignorować, bo w przyszłości może to być efektywna deska energetycznego ratunku dla wielu regionów świata.
