U potrazi za prostorom za velike solarne elektrane, mnoge zemlje se okreću plutajućim sistemima. Sada Holandija ide korak dalje, sa solarnim panelima na vodi koji prate Sunce.
Na jezeru u Holandiji pluta sjajno okruglo ostrvo, prekriveno desetinama svjetlucavih solarnih panela.
Ali ovo nije normalna solarna elektrana, niti čak samo jedna od mnogih novih plutajućih solarnih elektrana koje se instaliraju u jezerima, rezervoarima i priobalnim područjima širom svijeta. To je zato što njegovi paneli rade nešto što nijedna od ovih drugih plutajućih solarnih elektrana ne može da uradi: pažljivo prate Sunce dok se kreće po nebu, kako bi uhvatili što više svjetlosti.
Ova blistava instalacija, nazvana Proteus po drevnom grčkom bogu mora, među prvima je koja kombinuje plutajuće solarne panele sa tehnologijom praćenja sunca – sve u nastojanju da maksimizira količinu čiste električne energije koju može da proizvede.
Ostrvo, koje pluta na Oostvoornse Meer, jezeru u jugozapadnoj Holandiji, pokriveno je sa 180 pokretnih solarnih panela, sa ukupnim instalisanim kapacitetom od 73 kilovata maksimalne snage (kWp). To je mala količina u svijetu koji brzo pokušava da pređe na obnovljive izvore energije, ali Solaris Float, portugalska kompanija koja je izgradila Proteus, vjeruje da bi se ova mala instalacija mogla povećati kako bi proizvela velike količine čiste električne energije – i, što je najvažnije, bez zauzimanja vrijednog zemljišta.
Solarna revolucija
Od brazilskog Amazona do Japana, plutajući solarni paneli doživljavaju procvat širom svijeta. Instalisana snaga plutajućih fotonaponskih sistema veoma je porasla u protekloj deceniji, sa 70 MWp u 2015. na 1.300 MWp u 2020. Očekuje se da će tržište ove tehnologije rasti za 43% godišnje u narednoj deceniji, dostići vrijednost od 23,3 milijardi eura do 2031.
„Plutajuća solarna energija je prilično nova opcija obnovljive energije, ali ima ogroman potencijal na globalnom nivou“, kaže Thomas Reindl, zamjenik izvršnog direktora Instituta za istraživanje solarne energije u Singapuru (Seris). Pokrivanje samo 10% površine svih vještačkih akumulacija u svijetu plutajućom solarnom energijom rezultiralo bi instalisanim kapacitetom od 20 teravata (TW) – 20 puta više od globalnog solarnog fotonaponskog kapaciteta danas.
Uspon plutajuće solarne tehnologije jedan je od najnovijih trendova u revolucionarnoj ekspanziji solarne fotonaponske električne energije posljednjih godina. Na globalnom nivou, solarni fotonaponski kapacitet se povećao skoro 12 puta u protekloj deceniji, sa 72GW u 2011. na 843GW u 2021. Tehnologija sada čini 3,6% globalne proizvodnje električne energije, u odnosu na 0,03% u 2006. U isto vreme, solarne elektrane su doživjele zapanjujući pad cijena što ih je učinilo najjeftinijim izvorom energije na svijetu.
Očekuju se dalja proširenja solarnih kapaciteta – zapravo, oni treba da postanu šest puta veći do 2030. kako bi bili na pravom putu da ostvare neto nulte emisije, prema Međunarodnoj agenciji za energiju. Globalna geopolitika takođe igra ulogu u sve većem oslanjanju na solarnu energiju: Evropska unija je predložila masovno povećanje obnovljive energije jer ima za cilj da smanji svoje oslanjanje na naftu i gas nakon situacije sa Ukrajinom.
Pored ovog ogromnog rasta, istraživači nastavljaju da traže poboljšanja u solarnoj tehnologiji. Većina do sada postavljenih solarnih panela širom svijeta leži na zemlji. Solarne tehnologije koje plutaju na vodi nude jedinstvenu prednost: one ne zauzimaju kopneni prostor koji bi mogao biti potreban za druge namjene.
„Proizvodnja obnovljive energije će se povećati širom svijeta“, kaže Antonio Duarte, vodeći tehnički inženjer u SolarisFloat-u. „Solarne instalacije će se proširiti mnogo više na vodi nego na zemlji. Zašto? Zato što zemljište postaje veoma dragocjeno bogatstvo.“
U svijetu koji želi da brzo proširi solarne elektrane, ovo daje plutajućem solaru značajnu prednost, posebno za zemlje koje se suočavaju sa nedostatkom slobodnih površina zemljišta potrebnih za postavljanje solarnih panela. Konvencionalne solarne elektrane često su kritikovane zbog količine zemlje koju zauzimaju – zemljišta koje bi inače moglo da se koristi za uzgoj usjeva za ishranu rastuće svjetske populacije ili drveća koje upija ugljenik. Solarna energija zahtijeva ogromnu količinu prostora, najmanje 40-50 puta više od elektrana na ugalj i 90-100 puta više od gasa, prema istraživanju Univerziteta Leiden u Holandiji.
Zaštitnici prirode su takođe izrazili zabrinutost da solarne i vjetroelektrane na kopnu mogu imati štetan uticaj na biodiverzitet, posebno one koje su izgrađene u oblastima bogatim različitim vrstama.
Izgradnja tehnologije koja apsorbuje sunce na vodi je stoga pametan način da se oslobodi zemljište, uz korišćenje nenaseljenih jezera i rezervoara. Zemlje kao što su Japan i Singapur ulažu velika sredstva u plutajuće solarne farme zbog ograničene dostupnosti zemljišta ili veoma skupog zemljišta.
Trenutno manje od 1% svjetskih solarnih instalacija pluta, kaže Majkl Vols, profesor u Centru za tehnologiju sistema obnovljivih izvora energije na Univerzitetu Lafboro u Velikoj Britaniji. Ovo je djelimično zbog tehničkih i finansijskih ograničenja – slana voda izaziva koroziju, a pozicioniranje panela pod uglom je teško i skupo na plutajućoj platformi, kaže Vols. Instalacije na slatkim vodama takođe se mogu suočiti sa protivljenjem ako se takmiče sa drugim aktivnostima, kao što su plivanje, vožnja čamcem ili pecanje, dodaje on.
Ipak, plutajući solarni paneli takođe rješavaju još jedan problem koji muči konvencionalnu solarnu energiju: neefikasnost kada solarni paneli postanu previše topli. U stvari, plutajući solarni paneli generišu dodatnu energiju zbog efekta hlađenja vode nad kojom plutaju.
Solarni paneli generišu električnu energiju koristeći energiju zračenja od Sunca – ne njegovu toplotu. Ali kada postanu previše vrući, njihova efikasnost pada. Solarni fotonaponski paneli obično rade na maksimalnoj efikasnosti između 15℃ i 35℃ (59℉ i 95℉), ali se mogu zagrijati i do 65℃ (149℉), što ometa efikasnost.
Blizina vode pomaže plutajućim solarnim panelima da rade efikasnije i povećava njihovu proizvodnju električne energije do 15%, kaže Nuno Correia, direktor kompozitnih materijala na Institutu za nauku i inovacije u mašinskom i industrijskom inženjerstvu u Portu, koji je razvio Projekat Proteus.
Praćenje Sunca
Postoje i drugi načini da se poveća proizvodnja energije iz solarnih panela – kao što je njihovo naginjanje u pravcu kretanja Sunca na nebu, slično načinu na koji mladi suncokreti prate sunce od istoka ka zapadu tokom dana. Tehnologija praćenja, koja se već koristi na nekim kopnenim solarnim elektranama, pomaže u povećanju ukupne proizvodnje električne energije, jer se paneli stalno prilagođavaju kretanju Sunca.
Dvostrani paneli koji prate Sunce mogli bi da povećaju proizvodnju električne energije za 35% i da smanje prosječnu cijenu električne energije za 16% u poređenju sa konvencionalnim sistemima, prema istraživanju SERIS-a. Očekuje se da će potražnja za tehnologijom praćenja solarnih panela rasti za 16% godišnje između 2022. i 2030. zbog ovog povećanja efikasnosti.
Proteusovi jednostrani paneli se polako rotiraju svakih nekoliko sati na dvije ose, koristeći mehaničke, geoprostorne i svjetlosne senzore da precizno prate nadmorsku visinu Sunčeve putanje, dok se kreće od istoka ka zapadu.
Čini se da je budućnost plutajuće solarne energije svijetla, a očekuje se da će globalno tržište porasti za petinu u narednih osam godina.
Obzirom na to da svijet brzo treba da poveća količinu obnovljive energije kako bi izbjegao opasne posljedice globalnog zagrijavanja, potrebna mu je sva pomoć koju može da dobije. Plutajuća solarna energija koja prati sunce može pomoći da se najefikasniji paneli postave tamo gdje su hitno potrebni.
Prir. N.B.
Izvor: www.bbc.com
Izvor fotografija: SolarisFloat
