Pokušavajući pronaći prostor za velika solarna postrojenja, mnoge zemlje okreću se plutajućim sustavima, a Nizozemska je otišla još korak dalje s plutajućim solarnim otocima koji se okreću prateći sunce.
Na jezeru Oostvoornse Meer, na jugozapadu Nizozemske, pluta okrugli otok prekriven desecima blještavih solarnih panela, piše BBC. Ali to nije uobičajeno solarno postrojenje niti jedna od brojnih novih solarnih farmi koje su instalirane na jezerima, akumulacijama ili uz obalna područja širom svijeta.
Razlika je u tome što solarni paneli na novom nizozemskom otoku rade ono što nijedna druga plutajuća solarna farma ne može – pedantno prate i slijede sunce u njegovu kretanju nebom kako bi uhvatili što je moguće više njegovih zraka.
Ta blistava instalacija, nazvana Proteus po bogu mora iz grčke mitologije, jedna je od prvih koje kombiniraju plutajuće solarne panele s tehnologijom praćenja sunca, sve s ciljem da se maksimalno poveća količina čiste električne energije koju takvo postrojenje može proizvesti.
Nizozemski okrugli plutajući otok prekriven je sa 180 pokretnih solarnih panela s maksimalnim instaliranim kapacitetom od 73 kilovata. To je mala količina u svijetu koji se nastoji što brže prebaciti na obnovljivu energiju, ali SolarisFloat, portugalska tvrtka koja je napravila Proteus, vjeruje kako je tu malu instalaciju moguće značajno povećati kako bi proizvodila velike količine čiste električne energije bez, što je od golemog značenja, oduzimanja vrijednog zemljišta za instaliranje panela.
Od Amazone do Japana
Plutajući solarni paneli doživljavaju bum širom svijeta, od brazilske Amazone do Japana, s povećanjem kapaciteta sa 70 na 1300 MWp od 2015. do 2020. godine. Očekuje se da će se tržište za tu tehnologiju godišnje povećati 43 posto tijekom sljedećeg desetljeća i dosegnuti vrijednost od 24,5 milijardi dolara 2031. godine.
– Plutajući solari relativno su nova opcija za obnovljivu energiju, ali imaju veliki globalni potencijal – kaže Thomas Reindl iz singapurskog Solar Energy Research Instituta.
Kad bi se plutajućim solarnim panelima prekrilo samo deset posto površine svih svjetskih umjetnih akumulacijskih jezera, rezultiralo bi to instaliranim kapacitetom od 20 teravata, što bi bilo dvadeset puta više od ukupnoga današnjeg solarnog fotonaponskog kapaciteta.
Uspon tehnologije plutajućih solara je među najnovijim trendovima revolucionarne ekspanzije solarne energije posljednjih godina, pri čemu su cijene solarnih postrojenja doživjele veliki pad, što ih čini najjeftinijim svjetskim izvorom energije.
Očekuje se daljnja ekspanzija solarne energije, kapacitet bi se trebao do 2030. šesterostruko povećati kako bi se ostalo na tragu planova o svijetu bez emisije štetnih plinova. Globalna geopolitika također igra značajnu ulogu u oslanjanju na solarnu energiju, Europska unija predlaže veliko povećanje obnovljive energije kako bi smanjila ovisnost o ruskoj nafti i plinu nakon invazije na Ukrajinu.
Paralelno s velikim rastom, znanstvenici rade na poboljšanjima solarne tehnologije. Većina solarnih panela instaliranih na svim stranama svijeta stoji na čvrstoj zemlji, a solarna tehnologija koja pluta na vodi nudi jedinstvene prednosti – ne oduzima zemlju koja može trebati za neku drugu svrhu.
– Proizvodnja obnovljive energije povećavat će se širom svijeta, a solarne instalacije će se sve više postavljati na vodi nego na tlu. Zašto? Zato jer zemlja postaje jako dragocjena imovina – kaže Antonio Duarte, vodeći inženjer u tvrtki SolarisFloat.
U svijetu koji teži ekpanziji solarnih postrojenja, plutajući paneli posebno su zanimljivi državama s manjkom zemlje. Konvencionalne solarne farme često se kritiziraju zbog velikih površina tla koje zauzimaju, površina koje bi se mogle iskoristiti za uzgoj usjeva kojima će se hraniti rastuća populacija Zemlje, ili stabala koja apsorbiraju ugljik.
Solarnim postrojenjima potrebno je jako puno prostora, a zaštitnici okoliša izrazili su i zabrinutost da solari i vjetroturbine na tlu mogu imati štetan utjecaj na bioraznolikost, osobito ako su postavljene u područjima s brojnim biljnim i životinjskim vrstama.
Zbog svega toga je postavljanje solarnih panela na vodu mudar način oslobađanja zemlje, kao i iskorištavanja jezera i akumulacija koji se ne koriste za neke druge svrhe. Zemlje poput Japana i Singapura ulažu velika sredstva u plutajuće solarne farme zbog ograničenih kopnenih površina i iznimno visokih cijena zemljišta.
Trenutačno samo jedan posto svjetskih solarnih postrojenja su ona plutajuća, što je vezano i uz određena ograničenja. Primjerice, slana voda izaziva koroziju i postavljanje panela pod kutom je zahtjevno i skupo na plutajućim platformama. Instalacije na slatkovodnim površinama suočavaju se s protivnicima ako imaju konkurenciju u drugim aktivnostima, poput plivanja, veslanja, bavljenja ribolovom...
Efekt hlađenja vodom
Ipak, plutajuće solarne farme rješavaju još jedan problem s kojim se suočavaju one tradicionalne – neefikasnost kad paneli postanu prevrući, a plutajući paneli proizvode dodatnu energiju zbog efekta hlađenja vodom na kojoj plutaju.
Dodatni način povećanja proizvodnje energije je nagib solarnih panela kako bi pratili kretanje sunca na način na koji to čine cvjetovi suncokreta tijekom dana. Tehnologija praćenja, koja se već koristi na nekim solarima na tlu, omogućava povećanje ukupne proizvodnje električne energije jer se paneli kontinuirano podešavaju kako bi bili direktno okrenuti suncu.
Dvostrani paneli koji bi pratili sunce mogu povećati proizvodnju energije za 35 posto i smanjiti prosječnu cijenu struje za 16 posto u usporedbi s konvencionalnim sustavima. Očekuje se kako će potražnja za tehnologijom praćenja za solarne panele godišnje rasti 16 posto u razdoblju od 2022. do 2030. zahvaljujući povećanju efikasnosti.
Spajanjem dviju tehnologija, tvrde u portugalskom SolarisFloatu, proizvodnja električne energije može se povećati do 40 posto u usporedbi sa statičnim instalacijama na tlu. Izgradili su Proteus kao pilot-projekt kako bi testirali najnoviju tehnologiju i analizirali njezin utjecaj na povećanje čiste energije.
Proteusovi jednostrani paneli polako se rotiraju svakih nekoliko sati po dvije osi, koristeći mehaničke, geografske i svjetlosne senzore kako bi precizno slijedili sunčevu putanju od istoka prema zapadu. Postoji dosta lokacija koje su pogodne za instalaciju Proteusa, osobito one na područjima bez jakih vjetrova. Lokacije treba pažljivo odabrati kako bi se izbjeglo da prejake plime ili vremenske nepogode unište plutajuće panele, kao i sustave njihovih sidrišta.
Znanstvenici tvrde kako plutajući solari imaju i ekološke benefite jer smanjuju isparavanje vode i preveniraju širenje toksičnih algi, a oboje predstavlja prijetnju opskrbi vodom. Plutajuće solarne instalacije snižavaju temperaturu vode jer štite njezinu površinu od sunčeve topline, što sprječava rast toksičnih cvjetova plavozelenih algi koje bujaju u toplim vodama i proizvode štetne toksine koji izazivaju iritaciju očiju i kože, kao i povraćanje kod ljudi te ozbiljne bolesti, pa čak i smrt kod životinja.
Naravno, opsežnija upotreba plutajućih solarnih panela može dovesti i do nekih negativnih posljedica; potrebno je osigurati da se oni postavljaju na pravi način i na pravim mjestima.
A koliko će se okruglih plutajućih otoka s pokretnim solarnim panelima poput onoga u Nizozemskoj pojaviti i u drugim dijelovima svijeta, tek ćemo vidjeti. Čini se kako je, usprkos početnoj visokoj cijeni, kao i kod svih novih tehnologija, budućnost plutajućih pokretnih solarnih panela svijetla.