โซลาร์เซลล์ลอยน้ำสร้างความฮือฮาไปทั่วโลกได้อย่างไร!

จากความสำเร็จปานกลางของโครงการ PV ลอยน้ำในทะเลสาบและการก่อสร้างเขื่อนทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โครงการนอกชายฝั่งเป็นโอกาสใหม่สำหรับนักพัฒนาเมื่อตั้งอยู่ในสถานที่เดียวกันกับฟาร์มลม อาจปรากฏขึ้น

George Heynes กล่าวถึงการเปลี่ยนผ่านจากโครงการนำร่องไปสู่โครงการขนาดใหญ่ที่ทำกำไรได้ในเชิงพาณิชย์ โดยให้รายละเอียดเกี่ยวกับโอกาสและความท้าทายที่รออยู่ข้างหน้า อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงได้รับความนิยมทั่วโลกในฐานะแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวนซึ่งสามารถนำไปใช้งานในภูมิภาคต่างๆ ได้

ปัจจุบัน วิธีใหม่ล่าสุดและอาจสำคัญที่สุดในการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ได้กลายเป็นแนวทางหลักในอุตสาหกรรมแล้ว โครงการโซลาร์เซลล์ลอยน้ำในน่านน้ำนอกชายฝั่งและใกล้ชายฝั่ง ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโซลาร์เซลล์ลอยน้ำ อาจกลายเป็นเทคโนโลยีปฏิวัติวงการที่สามารถผลิตพลังงานสีเขียวในพื้นที่ที่ปัจจุบันพัฒนาได้ยากเนื่องจากข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์

โมดูลโฟโตวอลตาอิคแบบลอยน้ำทำงานในลักษณะเดียวกันกับระบบบนบก อินเวอร์เตอร์และอาร์เรย์ติดตั้งอยู่บนแพลตฟอร์มลอยน้ำ และกล่องรวมจะรวบรวมพลังงาน DC หลังจากผลิตพลังงานแล้ว ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นพลังงาน AC โดยอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

เซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำสามารถติดตั้งในมหาสมุทร ทะเลสาบ และแม่น้ำได้ ซึ่งการสร้างโครงข่ายไฟฟ้าอาจเป็นเรื่องยาก ภูมิภาคต่างๆ เช่น แคริบเบียน อินโดนีเซีย และมัลดีฟส์ อาจได้รับประโยชน์อย่างมากจากเทคโนโลยีนี้ โครงการนำร่องได้ถูกนำไปใช้ในยุโรป ซึ่งเทคโนโลยีนี้ยังคงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะอาวุธพลังงานหมุนเวียนที่เสริมกับคลังอาวุธในการลดการปล่อยคาร์บอน

เซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำกำลังครองโลกได้อย่างไร

ประโยชน์ประการหนึ่งของแผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำในทะเลก็คือ เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถอยู่ร่วมกับเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมเพื่อเพิ่มการผลิตพลังงานจากโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนได้

สถานีพลังงานน้ำสามารถใช้ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำนอกชายฝั่งเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตของโครงการได้ รายงาน “Where the Sun Meets the Water: Floating Photovoltaic Market Report” ของธนาคารโลกระบุว่ากำลังการผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์สามารถใช้เพื่อเพิ่มการผลิตไฟฟ้าของโครงการได้ และยังช่วยจัดการการใช้พลังงานต่ำได้โดยอนุญาตให้โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำทำงานในโหมด “ลดการใช้ไฟฟ้าสูงสุด” แทนที่จะเป็นโหมด “โหลดพื้นฐาน” ช่วงระยะเวลาของระดับน้ำ

รายงานดังกล่าวยังมีรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบเชิงบวกอื่นๆ ของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่ง เช่น ศักยภาพในการระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อเพิ่มการผลิตพลังงาน ลดหรือแม้แต่ขจัดเงาของโมดูลจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ไม่ต้องจัดเตรียมพื้นที่ขนาดใหญ่ และง่ายต่อการติดตั้งและการใช้งาน

พลังงานน้ำไม่ใช่เทคโนโลยีการผลิตพลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวที่มีอยู่ในปัจจุบันที่สามารถรองรับได้จากการมาถึงของแผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำในทะเล พลังงานลมนอกชายฝั่งสามารถนำมาผสมผสานกับแผงโซลาร์เซลล์ลอยน้ำนอกชายฝั่งเพื่อเพิ่มประโยชน์สูงสุดจากโครงสร้างขนาดใหญ่เหล่านี้

ศักยภาพนี้ทำให้เกิดความสนใจอย่างมากในฟาร์มลมหลายแห่งในทะเลเหนือ ซึ่งถือเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สมบูรณ์แบบสำหรับการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำในทะเล

Allard van Hoeken ซีอีโอและผู้ก่อตั้ง Oceans of Energy กล่าวว่า “เราเชื่อว่าหากคุณรวมพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งเข้ากับพลังงานลมนอกชายฝั่ง โครงการต่างๆ จะสามารถพัฒนาได้เร็วขึ้นมาก เนื่องจากมีโครงสร้างพื้นฐานอยู่แล้ว ซึ่งจะช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยี”

นอกจากนี้ Hoeken ยังกล่าวอีกว่า หากพลังงานแสงอาทิตย์ผสมผสานกับฟาร์มลมนอกชายฝั่งที่มีอยู่แล้ว ก็จะสามารถผลิตพลังงานจำนวนมากได้ในทะเลเหนือเพียงแห่งเดียว

“หากคุณรวมพลังงานแสงอาทิตย์นอกชายฝั่งและพลังงานลมนอกชายฝั่งเข้าด้วยกัน พื้นที่ทะเลเหนือเพียง 5 เปอร์เซ็นต์ก็สามารถผลิตพลังงานได้ 50 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่เนเธอร์แลนด์ต้องการในแต่ละปีได้อย่างง่ายดาย”

ศักยภาพนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีนี้สำหรับอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์โดยรวมและประเทศต่างๆ ที่กำลังเปลี่ยนผ่านไปใช้ระบบพลังงานคาร์บอนต่ำ

ประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของการใช้โซลาร์เซลล์ลอยน้ำในทะเลคือพื้นที่ว่างที่สามารถใช้ได้ มหาสมุทรเป็นพื้นที่กว้างใหญ่ที่สามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้ ในขณะที่บนบกมีการใช้งานมากมายที่ต้องการพื้นที่ โซลาร์เซลล์ลอยน้ำยังช่วยบรรเทาความกังวลเกี่ยวกับการสร้างฟาร์มโซลาร์บนพื้นที่เกษตรกรรมได้ ในสหราชอาณาจักร ความกังวลด้านนี้เพิ่มมากขึ้น

คริส วิลโลว์ หัวหน้าฝ่ายพัฒนาพลังงานลมลอยน้ำที่ RWE Offshore Wind เห็นด้วย โดยกล่าวว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพมหาศาล

“พลังงานแสงอาทิตย์นอกชายฝั่งมีศักยภาพที่จะเป็นการพัฒนาที่น่าตื่นเต้นสำหรับเทคโนโลยีบนชายฝั่งและริมทะเลสาบ และเปิดประตูสู่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในระดับกิกะวัตต์ ด้วยการหลีกเลี่ยงปัญหาการขาดแคลนที่ดิน เทคโนโลยีนี้จึงเปิดตลาดใหม่”

ดังที่ Willock กล่าวไว้ว่า การผลิตพลังงานนอกชายฝั่งด้วย PV นอกชายฝั่งสามารถขจัดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการขาดแคลนที่ดินได้ โดย Ingrid Lome สถาปนิกอาวุโสด้านกองทัพเรือจากบริษัทวิศวกรรม Moss Maritime ของนอร์เวย์ที่ทำงานด้านการพัฒนาพื้นที่นอกชายฝั่ง กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในนครรัฐเล็กๆ เช่น สิงคโปร์ได้

“สำหรับประเทศที่มีพื้นที่จำกัดในการผลิตพลังงานบนบก ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำในทะเลนั้นมีมหาศาล สิงคโปร์เป็นตัวอย่างที่ดี ประโยชน์ที่สำคัญประการหนึ่งคือความสามารถในการผลิตไฟฟ้าใกล้กับแหล่งเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ แหล่งผลิตน้ำมันและก๊าซ หรือสถานที่อื่นๆ ที่ต้องการพลังงาน”

นี่เป็นสิ่งสำคัญ เทคโนโลยีนี้สามารถสร้างไมโครกริดสำหรับพื้นที่หรือสิ่งอำนวยความสะดวกที่ไม่ได้บูรณาการเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าที่กว้างขึ้น ซึ่งเน้นย้ำถึงศักยภาพของเทคโนโลยีในประเทศที่มีเกาะขนาดใหญ่ที่อาจประสบปัญหาในการสร้างโครงข่ายไฟฟ้าแห่งชาติ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอเชียตะวันออกเฉียงใต้สามารถได้รับประโยชน์อย่างมากจากเทคโนโลยีนี้ โดยเฉพาะอินโดนีเซีย เอเชียตะวันออกเฉียงใต้มีเกาะและผืนดินจำนวนมากที่ไม่เหมาะสำหรับการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งที่ภูมิภาคนี้มีคือเครือข่ายแหล่งน้ำและมหาสมุทรที่กว้างใหญ่

เทคโนโลยีดังกล่าวอาจมีผลกระทบต่อการลดคาร์บอนนอกโครงข่ายไฟฟ้าแห่งชาติ Francisco Vozza ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายพาณิชย์ของ Solar-Duck ผู้พัฒนาระบบโซลาร์เซลล์แบบลอยน้ำ ได้เน้นย้ำถึงโอกาสทางการตลาดนี้

“เราเริ่มเห็นโครงการเชิงพาณิชย์และก่อนเชิงพาณิชย์ในสถานที่ต่างๆ เช่น กรีซ อิตาลี และเนเธอร์แลนด์ในยุโรป แต่ยังมีโอกาสในสถานที่อื่นๆ เช่น ญี่ปุ่น เบอร์มิวดา เกาหลีใต้ และทั่วเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ มีตลาดมากมายที่นั่น และเราเห็นว่าแอปพลิเคชันปัจจุบันได้รับการนำไปใช้เชิงพาณิชย์แล้วที่นั่น”

เทคโนโลยีนี้สามารถนำมาใช้ขยายกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนในทะเลเหนือและมหาสมุทรอื่นๆ ได้อย่างมาก ส่งผลให้การเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานรวดเร็วขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องเอาชนะความท้าทายและอุปสรรคหลายประการหากต้องการบรรลุเป้าหมายนี้