Mohou plovoucí solární ostrovy uspokojit budoucí energetické potřeby světa?

Datum 05.01.2023

Solární ostrovy by podle profesora Kristiansena mohly naší planetě poskytnout dostatek energie. Mohly by také sloužit jako dobíjecí stanice pro lodě nebo být využívány k výrobě elektrické energie pro plovoucí továrny, které vyrábějí obnovitelná paliva, jako je vodík nebo metanol. Ilustrace: Kasper Pindsle, pinkas.no

Podle profesora Kristiansena z Norwegian University of Science and Technology by pokrytí necelých deseti procent světových vodních nádrží plovoucími solárními panely přineslo tolik energie jako všechny dnešní vodní elektrárny. Trygve Kristiansen se zabývá výzkumem plovoucích solárních elektráren, což jsou fotovoltaické panely umístěné na vodě. Je přesvědčen, že plovoucí solární panely by mohly hrát důležitou globální roli při přechodu na ekologičtější technologie.

“Kdybychom pokryli 5 až 10 % světových vodních nádrží plovoucími solárními elektrárnami, mohli bychom vyrábět tolik elektřiny, kolik nyní vyrábí všechny vodní elektrárny,” říká a dodává: “Tím by se také omezil odpar z těchto nádrží. Menší odpařování by bylo dobré v oblastech, kde je voda vzácným zdrojem.”

Plovoucí fotovoltaika je nyní považována za významnou příležitost, jak zajistit čistou elektrickou energii pro velká města, zejména v Asii. Solární střechy k naplnění potřeby nestačí.

Využití prostoru oceánu

Trygve Kristiansen si myslí, že u toho nemusíme zůstat. Plovoucí solární energii by bylo možné využít v mnohem větší míře než pouze na vodních nádržích.

“Mnoho největších měst se nachází u moře a plovoucí solární elektrárny tam budou moci prosperovat. Kromě velkých ploch nabízí moře i významný chladicí efekt,” říká Kristiansen a zároveň vypočítává: “Pokud se podíváme na předpokládané celkové energetické potřeby světa v roce 2050, mohli bychom být ještě ambicióznější. Vypočítali jsme, že pokud umístíte solární ostrovy na 0,17 % světových oceánů, což je dvojnásobek rozlohy Norska, pokryjete tím energetickou potřebu celého světa. Dovedu si tyto solární ostrovy představit také jako nabíjecí stanice pro lodě. Mohly by se také využívat k výrobě elektřiny pro plovoucí továrny, které vyrábějí obnovitelná paliva, jako je vodík nebo metanol.”

Plovoucí solární zařízení funguje nejlépe tam, kde jsou klidnější povětrnostní podmínky. Ne všechny oceánské oblasti jsou však vhodné pro rozvoj plovoucí solární energie. Navíc jsou plovoucí solární elektrárny jsou konkurenceschopné s větrnými elektrárnami na moři.

“Pokud byste pokryli jeden kilometr čtvereční solárními panely v jižním Španělsku, kde je průměrné roční sluneční záření 200 wattů na metr čtvereční, plovoucí solární elektrárny by byly schopny vyrobit přibližně 44 megawattů. Dnešní větrné turbíny vyrobí na stejné ploše v průměru pouze asi 6 megawattů,” tvrdí profesor Kristiansen.

Plovoucí solární elektrárny musí být samozřejmě nákladově efektivní. Současně musí snášet i rozbouřené moře a silný vítr. Aby to fungovalo, musí plovoucí konstrukce kopírovat vlny. Jak se tedy mají solární panely udržet na hladině? A jaké je nejlepší řešení jejich propojení? Možností je více, ale Kristiansen zdůrazňuje dvě hlavní koncepce plovoucích solárních panelů.

Jedna možnost spočívá v plovoucích membránách, které jsou připevněny k plovoucím límcům. Norská společnost OceanSun již postavila několik systémů s membránou v plném měřítku a možnosti popsala na svých webových stránkách.

Druhá koncepce se skládá z menších pevných modulů, které jsou vzájemně propojeny do velkých matric. Několik společností nabízí různé varianty tohoto systému, včetně společností Equinor a Moss Maritime, které testují plovoucí prototyp u ostrova Frøya.

Plovoucí solární elektrárny jsou poměrně novým konceptem. Po celém světě již byla postavena řada plovoucích pilotních solárních elektráren. Často se nacházejí na vodních plochách na ostrovech, ve městech a v obcích, které nemají jiné zdroje energie. Plovoucí solární panely byly instalovány na několika vodních nádržích v Japonsku a Číně a byť je myšlenka rozšiřování solárních panelů v plovoucích konstrukcích na přehradách a jiných suchozemských vodních zdrojích a v oceánu je poměrně nová, má podle profesora Kristiansena obrovský potenciál využití.

Profesor Trygve Kristiansen je spoluautorem článku na toto téma v časopise PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) z roku 2019.