Byggande på den måttliga framgången för flytande solcellsprojekt inom sjö- och dammbyggnation runt om i världen under de senaste åren, är offshore-projekt en framväxande möjlighet för utvecklare när de samlokaliseras med vindkraftparker.
George Heynes diskuterar hur branschen går från pilotprojekt till kommersiellt gångbara storskaliga projekt och beskriver möjligheterna och utmaningarna framöver. Globalt sett fortsätter solcellsindustrin att öka i popularitet som en variabel förnybar energikälla som kan användas i en rad olika regioner.
Ett av de nyaste, och möjligen viktigaste, sätten att utnyttja solenergi har nu nått framkant inom branschen. Flytande solcellsprojekt i hav och nära kusten, även kända som flytande solceller, kan bli en revolutionerande teknik som framgångsrikt producerar grön energi lokalt i områden som för närvarande är svåra att utveckla på grund av geografiska begränsningar.
Flytande solcellsmoduler fungerar i princip på samma sätt som landbaserade system. Växelriktaren och panelen är fixerade på en flytande plattform, och kombinerboxen samlar in likström efter strömgenerering, som sedan omvandlas till växelström av solväxelriktaren.
Flytande solceller kan användas i hav, sjöar och floder, där det kan vara svårt att bygga ett elnät. Regioner som Karibien, Indonesien och Maldiverna skulle kunna dra stor nytta av denna teknik. Pilotprojekt har använts i Europa, där tekniken fortsätter att få ytterligare fart som ett kompletterande förnybart vapen till minskade koldioxidutsläpp.
Hur flytande solceller tar världen med storm
En av de många fördelarna med flytande solceller till sjöss är att tekniken kan samexistera med befintlig teknik för att öka energiproduktionen från förnybara energianläggningar.
Vattenkraftverk kan kombineras med flytande solceller till havs för att öka projektets kapacitet. Världsbankens rapport ”Where the Sun Meets the Water: Floating Photovoltaic Market Report” anger att solkapacitet kan användas för att öka projektets kraftproduktion och kan också bidra till att hantera låg energiförbrukning genom att låta vattenkraftverk drivas i ett ”peak-raving”-läge snarare än ett ”baslastläge”.
Rapporten beskriver även andra positiva effekter av att använda flytande solceller till havs, inklusive potentialen för vattenkylning för att öka energiproduktionen, minska eller till och med eliminera skuggning av moduler från den omgivande miljön, inget behov av att förbereda stora platser och enkel installation och driftsättning.
Vattenkraft är inte den enda befintliga förnybara generationstekniken som skulle kunna stödjas av ankomsten av flytande solceller till havs. Havsbaserad vindkraft kan kombineras med flytande solceller till havs för att maximera fördelarna med dessa stora strukturer.
Denna potential har skapat stort intresse för de många vindkraftsparkerna i Nordsjön, vilka ger perfekta förutsättningar för utveckling av flytande solcellskraftverk till havs.
Allard van Hoeken, VD och grundare av Oceans of Energy, säger: ”Vi tror att om man kombinerar flytande solceller till havs med vindkraft till havs, kan projekt utvecklas mycket snabbare eftersom infrastrukturen redan finns där. Detta bidrar till teknikutvecklingen.”
Hoeken nämnde också att om solenergi kombineras med befintliga havsbaserade vindkraftsparker skulle en stor mängd energi kunna genereras enbart i Nordsjön.
”Om man kombinerar havsbaserad solenergi och havsbaserad vindkraft, kan bara 5 procent av Nordsjön enkelt ge 50 procent av den energi Nederländerna behöver varje år.”
Denna potential visar vikten av denna teknik för solindustrin som helhet och länder som övergår till koldioxidsnåla energisystem.
En av de största fördelarna med att använda flytande solceller till havs är det tillgängliga utrymmet. Haven erbjuder ett stort område där denna teknik kan användas, medan det på land finns många tillämpningar som konkurrerar om utrymme. Flytande solceller skulle också kunna lindra oron kring att bygga solcellsparker på jordbruksmark. I Storbritannien växer oron på detta område.
Chris Willow, chef för utveckling av flytande vindkraft på RWE Offshore Wind, håller med och säger att tekniken har enorm potential.
”Offshore solceller har potential att bli en spännande utveckling för teknik på land och vid sjöar och öppna nya dörrar för solenergiproduktion i GW-skala. Genom att kringgå markbrist öppnar denna teknik upp nya marknader.”
Som Willock sa, genom att erbjuda ett sätt att producera energi till havs, eliminerar offshore PV problemen som är förknippade med markbrist. Som Ingrid Lome, senior marinarkitekt på Moss Maritime, ett norskt ingenjörsföretag som arbetar med offshore-utveckling, nämnde, skulle tekniken kunna tillämpas i små stadsstater som Singapore.
”För alla länder med begränsat utrymme för markbunden energiproduktion är potentialen för flytande solceller till sjöss enorm. Singapore är ett utmärkt exempel. En viktig fördel är möjligheten att generera elektricitet intill vattenbruk, olje- och gasproduktionsanläggningar eller andra anläggningar som kräver energi.”
Detta är avgörande. Tekniken skulle kunna skapa mikronät för områden eller anläggningar som inte är integrerade i det bredare elnätet, vilket belyser teknikens potential i länder med stora öar som skulle ha svårt att bygga ett nationellt elnät.
Särskilt Sydostasien, särskilt Indonesien, skulle kunna få ett enormt uppsving från denna teknik. Sydostasien har ett stort antal öar och landområden som inte är särskilt lämpliga för solenergiutveckling. Vad denna region har är ett omfattande nätverk av vattendrag och hav.
Tekniken skulle kunna påverka minskade koldioxidutsläpp även utanför det nationella elnätet. Francisco Vozza, kommersiell chef för utvecklaren av flytande solcellsanläggningen Solar-Duck, lyfte fram denna marknadsmöjlighet.
"Vi har börjat se kommersiella och förkommersiella projekt på platser som Grekland, Italien och Nederländerna i Europa. Men det finns också möjligheter på andra platser som Japan, Bermuda, Sydkorea och över hela Sydostasien. Det finns många marknader där och vi ser att nuvarande tillämpningar redan är kommersialiserade där."
Denna teknik skulle kunna användas för att radikalt utöka kapaciteten för förnybar energiproduktion i Nordsjön och andra hav, vilket påskyndar energiomställningen som aldrig förr. Emellertid måste flera utmaningar och hinder övervinnas om detta mål ska uppnås.
Publiceringstid: 3 maj 2023