Plovoucí solární elektrárna

Plovoucí solární elektrárna je zařízení na výrobu elektřiny ze slunce, které je instalováno na vodní ploše, obvykle na umělých vodních rezervoárech nebo na hladině jezera.

Trh s plovoucími fotovoltaickými panely se rychle rozvíjí, rychlý nárůst byl zaznamenán po roce 2016 a v roce 2017 přesáhla tato technologie 200 MW instalovaného výkonu. Jak bylo uvedeno v článku MIRARCO, který se věnoval analýze vzniku této technologie, bylo během let 2008 až 2014 postaveno prvních 20 závodů, které měly výkony několik desítek kW.

Instalovaný výkon plovoucích solárních elektráren v roce 2018 dosáhl 1,1 GW.^[1][2] Náklady na systém instalovaný na vodní hladině jsou o 20–25 % vyšší než u pozemních systémů.^[3] Mohou však snížit závislost na jiných zdrojích energie.^[4]

Technologické vlastnosti

Hlavní výhody plovoucích solárních elektráren:

1. Nenáročnost na půdu: hlavní výhodou plovoucích FV systémů je to, že nezabírají žádnou půdu, s výjimkou plochy nezbytné pro připojení elektrické skříňky a napojení na rozvodnou síť. Jejich pořizovací cena je o něco vyšší ve srvnání s pozemními solárními elektrárnami, ale nabízejí efektivní způsob, jak omezit zábor půdy.
2. Instalace a vyřazení z provozu: plovoucí fotovoltaické elektrárny jsou kompaktnější než klasické pozemní, jejich správa je jednodušší a snazší je i konstrukce a vyřazování z provozu. Hlavním důvodem je skutečnost, že neexistuje žádná pevná stavba, jako tomu je u pozemních zařízení, takže jejich instalace může být zcela reverzibilní.
3. Úspora vody a vliv na její kvalitu: částečné pokrytí umělých vodních rezervoárů může vést ke snížené odparu vody. Takový výsledek závisí na klimatických podmínkách a na procentech zakryté plochy. V aridních oblastech, jako je Austrálie, se jedná o významný benefit, jelikož tím omezí výpar asi 80 % pokryté plochy, což znamená více než 20 000 m³/rok/ha. Toto je velice významný aspekt, má-li rezervoár zavlažovací funkci.
4. Ochlazující efekt: plovoucí konstrukce umožňuje implementaci jednoduchého a přirozeného chladicího mechanismu. Ten může být také aktivován vodními vrstvami na FV modulech nebo pomocí ponořených FV modulů, tzv. SP2 (Submerged Photovoltaic Solar Panel). V těchto případech globální účinnost fotovoltaických modulů stoupá díky absenci tepelného driftu, dochází k získaní energie až o 8–10 %.
5. Otáčení se za sluncem: velká plovoucí plošina může být snadno ovladatelná a může provádět otáčení kolem svislé osy: to lze provést bez plýtvání energií a bez nutnosti složitého mechanického zařízení jako v pozemních FV systémech. Plovoucí fotovoltaické zařízení vybavené sledovacím systémem má omezené dodatečné náklady, zatímco energetický zisk se může pohybovat od 15 do 25 %.
6. Možnost skladování: vzhledem k přítomnosti vody se nabízí myšlenka využívat skladování potenciální energie především v kombinaci s vodními nádržemi. V úvahu padají i další možnosti, zejména systémy CAES, které fungují na principu stlačeného vzduchu.
7. Kontrola životního prostředí: výhodou z environmentálního hlediska je také omezení růstu řas, což je vážný problém v průmyslových zemích. Tento problém je možné vyřešit částečným pokrytím pánví a snížením světla na biologickém znečištění těsně pod povrchem. Jedná se pouze o část obecného problému správy povodí vytvářeného průmyslovými činnostmi nebo jím znečištěného. Více například správa těžby.
8. Zvýšení účinnosti: mnoho studií ukazuje, že po umístění solárních panelů na vodní hladinu došlo k významnému zlepšení jejich účinnosti. Nicméně průkaznost těchto studií není jednoznačná, jejich závěry se liší. Uváděný energetický zisk se pohybuje v rozmezí 5 až 15 %.^[5][6]

Historie

První patenty na plovoucí solární panely byly zaregistrovány v USA, Dánsku, Francii, Itálii a Japonsku. V Itálii byl první patent týkající se instalace FV modulů na vodní hladinu registrován v únoru 2008.

Výzkumná skupina MIRARCO (Minning Innovation Rehabilitation and Applied Research Corporation Ontario, CANADA) uvádí několik návrhů zařízení, která byla předložena v letech 2008–2011 a 2012–2014. Zjednodušeně je lze rozdělit do tří kategorií:

• FV elektrárny tvořené moduly namontovanými na pontonech
• FV moduly namontované na vorech z plastu a galvanizované oceli
• FV moduly namontované na raftech, plně v plastu.

Není možné poskytnout podrobnou analýzu několika malých plovoucích fotovoltaických elektráren postavených během prvních 10 let. Graf níže vychází z dat dostupných na webu pro FPV s více než 500 kW výkonu. Na asijském summitu o čisté energii v Singapuru (říjen 2017) byla ve World Bank Group uvedena dvě čísla: 453 MWp pro instalaci v roce 2017 a předpověď 750 MWp na rok 2018.

Potenciál plovoucích solárních elektráren je značný. Skutečnost, že mohou být umístěny prakticky na jakýchkoli velkých vodních plochách, umožňuje široké využití v Evropě. Nabízí se instalace na přehradách, rybích farmách či na ploše bývalých uhelných dolů. Potenciálu využití starých uhelných pánví v Německu k tomuto účelu se věnovala studie Fraunhoferova institutu. Podle ní se jedná až o 15 GW instalovaného solárního výkonu.^[7]

Následující graf ilustruje nárůst počtu solárních plovoucích zařízení globálně.

Data převzatá z „Where Sun Meets Water: Floating Solar Market Report," World Bank Group and SERIS, Singapore, 2018

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Floating solar na anglické Wikipedii.

Tento seznam referencí potřebuje upravit.

Tento článek obsahuje reference, které nemají standardní formu, jsou použity prosté internetové adresy, u nichž může hrozit znefunkčnění odkazu. Přidejte prosím doplňující informace standardní způsobem pomocí citací. Pomůžete tím udržet ověřitelnost a jednotný vzhled a styl článků.