Fotowoltaika nie musi zajmować pól. Panele na wodzie mogą produkować prąd i zielony wodór 

• Oszczędność lądu i wyższa wydajność paneli. Instalacja paneli na wodzie eliminuje konflikt o grunty rolne. Dodatkowo woda w naturalny sposób obniża temperaturę modułów, podnosząc ich efektywność energetyczną nawet do 35% w porównaniu z tradycyjnymi instalacjami naziemnymi.
• Potencjał masowej produkcji zielonego wodoru. Wykorzystanie nadwyżek energii z Floating PV w procesie elektrolizy pozwala na produkcję setek tysięcy kilogramów czystego wodoru rocznie. Badania brytyjskich zbiorników wykazały możliwość produkcji od ok. 185 tys. do niemal 870 tys. kg wodoru rocznie na jednym obiekcie.
• Dodatkowa ochrona zasobów wodnych. Pokrycie lustra wody panelami FPV redukuje parowanie zbiorników, chroniąc zasoby wody pitnej przed skutkami globalnego ocieplenia.

W obliczu narastającego kryzysu klimatycznego i konieczności ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, świat poszukuje nowych rozwiązań w dziedzinie odnawialnych źródeł energii. Tradycyjne farmy słoneczne zajmują ogromne połacie terenu, co wywołuje konflikty przestrzenne z rolnictwem i urbanistyką. Odpowiedzią na ten problem jest Floating PV, czyli instalowanie paneli fotowoltaicznych na powierzchni zbiorników wodnych. Prawdziwy przełom następuje wtedy, gdy połączymy ten system z produkcją zielonego wodoru. Pozwala to nie tylko generować prąd, ale również skutecznie go magazynować.

Dlaczego warto stawiać na wodę?

Tradycyjna fotowoltaika naziemna wymaga około 2000 hektarów powierzchni na każdą wygenerowaną TWh energii. W krajach takich jak Wielka Brytania, gdzie większość ziemi stanowi grunt rolniczy, znalezienie miejsca pod nowe farmy słoneczne staje się dużym wyzwaniem prawnym i społecznym.

Technologia Floating PV omija te ograniczenia. Co więcej, woda działa na korzyść paneli. Krzemowe ogniwa tracą na wydajności, gdy mocno się nagrzewają. Dzięki wysokiej przewodności cieplnej wody, instalacje FPV przechodzą proces pasywnego chłodzenia. Spadek temperatury roboczej paneli sprawia, że pracują one znacznie wydajniej niż ich odpowiedniki na lądzie. Coraz częściej stosuje się w nich również panele dwustronne, które wychwytują dodatkowe światło odbite od tafli wody, co generuje kilkuprocentowe zyski energetyczne.

Zielony wodór 

Największą wadą energii słonecznej jest jej niestabilność i okresowość, gdzie szczyt produkcji przypada na środek dnia i miesiące letnie, podczas gdy zapotrzebowanie na energię często rośnie wieczorami i zimą. Rozwiązaniem tego problemu jest zielony wodór, produkowany w procesie elektrolizy wody przy użyciu 100% energii ze źródeł odnawialnych.

Gdy system Floating PV produkuje w słoneczne dni więcej prądu, niż potrzebuje lokalna sieć, nadwyżki energii są kierowane do elektrolizera PEM. Urządzenie to rozbija wodę na tlen i wodór. Wyprodukowany w ten sposób pierwiastek działa jak wydajny, bezemisyjny chemiczny nośnik energii, który można magazynować przez długi czas bez większych strat. Kiedy słońce zachodzi, zgromadzony wodór zasila ogniwa paliwowe, które z powrotem generują energię elektryczną, oddając do atmosfery jedynie czystą parę wodną. W ten sposób uzyskujemy stabilne i sterowalne źródło energii.

Zobacz również: UE uderza w falowniki wysokiego ryzyka. Jak może zmienić się rynek PV w Europie? 

Walka z suszą

Projektowanie instalacji FPV z myślą o wodorze niesie za sobą jeszcze jedną, istotną korzyść środowiskową, jaką jest ochrona zasobów wodnych. Globalne ocieplenie przyspiesza wysychanie zbiorników retencyjnych i rezerwuarów wody pitnej.

Panele fotowoltaiczne pokrywające taflę wody działają jak tarcza redukująca promieniowanie słoneczne. Według analizowanych modeli, maksymalne zagospodarowanie zbiornika Killington ograniczyłoby straty wody z tytułu parowania aż o 1,96 miliona metrów sześciennych rocznie. Kraje dotknięte okresowymi suszami zyskują niezależność energetyczną i jednocześnie zabezpieczają miliony litrów wody.

Przyszłość unosząca się na wodzie

Integracja Floating PV i zielonego wodoru to realna koncepcja, która zyskuje coraz większe wsparcie polityczne na całym świecie. Przełamywanie barier przestrzennych i wysoka efektywność energetyczna stawiają tę technologię w ścisłej czołówce innowacji, które mogą odmienić miks energetyczny.

Źródła: MDPI energies - Floating Photovoltaic-Powered Green Hydrogen for Decarbonization of the Energy-Consuming Sectors in the United Kingdom