Trendy w fotowoltaice, czyli niekonwencjonalne wykorzystanie modułów PV!

Dynamiczny rozwój produkcji modułów fotowoltaicznych i gwałtownie rosnące zapotrzebowanie na energię słoneczną powodują, że branża znajduje coraz to więcej zastosowań dla PV. Mikroinstalacje na dachach i farmy wolnostojące już nie wystarczają - przemysł cały czas poszukuje nieszablonowych rozwiązań. Wśród nich jest m.in. agrofotowoltaika, pływające moduły czy fotowoltaika zintegrowana z budynkami. Jest ich oczywiście o wiele więcej! Jakie obserwujemy trendy na rynku PV?

Zdjęcie autora: Michał Jakubiec

Michał Jakubiec

Redaktor GLOBENERGIA

Wdrażanie rozwiązań słonecznych jest najważniejsze tam, gdzie energia jest najbardziej potrzebna. Z drugiej strony perspektywicznymi lokalizacjami są miejsca dotychczas przez fotowoltaikę nie zajmowane. Z uwagi na nowe miejsca niezbędne jest dostosowanie charakteru instalacji do pracy w nowych warunkach. Specyficzne wymagania nietradycyjnych produktów PV obejmują wagę, format, rozmiar, kształt, a nawet kolor.

Pływające instalacje fotowoltaiczne

Bez wątpienia pływające instalacje fotowoltaiczne (FPV) mają olbrzymi potencjał, aby wspomóc światową produkcję energii. Według Banku Światowego, jeśli zostałby wykorzystany 1 proc. dostępnej powierzchni to udział pływającej fotowoltaiki wzrósłby do 400 GW. W styczniu 2022 r. największa na świecie pływająca farma fotowoltaiczna o mocy 320 MW została podłączona do sieci w Chinach.

Największa pływająca farma PV o mocy 320 MW, Chiny.
Źródło: Huaneng Power.
Największa pływająca farma PV o mocy 320 MW, Chiny.
Źródło: Huaneng Power.

Sama instalacja jest podobna do instalacji naziemnej. Różnicą jest, że moduły i często również falownik są zamontowane na platformie, która jest unieruchomiona przez system kotwic.

Mimo tego, że FPV jest droższe to posiada kilka zalet, których nie ma fotowoltaika lądowa. Pozwala np. na zaoszczędzenie terenu pod instalacje. Energia (w tym energia z nadwyżek) może być przeznaczana do pozyskiwania wody pitnej i do rozwoju akwakultury i rybołówstwa. 

Pływające systemy PV pomagają zredukować parowanie wody i poprawić jej jakość. Takie rozwiązanie zapewnia wyższą wydajność energetyczną dzięki efektowi chłodzenia przez wody pod instalacją. Możliwa jest także wyższa moc przy zastosowaniu modułów bifacjalnych, korzystających z odbicia promieniowania od wody. 

Przykładowa instalacja FPV.
Źródło: Solar Float.
Przykładowa instalacja FPV.
Źródło: Solar Float.

Agrofotowoltaika

Każda strategia mająca na celu efektywniejsze wykorzystanie przestrzeni zajmowanej przez fotowoltaikę jest pożądana, nie tylko przez branżę fotowoltaiczną. Takim rozwiązaniem jest fotowoltaika rolnicza, czyli agrofotowoltaika (APV). Jest to dość nowa technologia, która często wymaga innej metody montażu. Istnieją również sposoby wykorzystania już istniejących instalacji - o czym pisaliśmy TUTAJ. Dzięki agrofotowoltaice możliwe jest wykorzystanie gruntów rolnych do produkcji żywności i wytwarzania energii w tym samym czasie. 

Podobnie jak w przypadku fotowoltaiki pływającej, koszty początkowe APV są wyższe, ponieważ struktury montażowe są znacznie bardziej skomplikowane. Oferują jednak wiele korzyści.

Przede wszystkim agrofotowoltaika umożliwia rolnikom dywersyfikację dochodów, co pomaga przeciwdziałać odpływowi ludności z obszarów wiejskich. Zacienienie instalacji fotowoltaicznej pozwala na zwiększenie plonów i zmniejszenie parowania wody. 

Instalacja APV i uprawa winorośli.
Źródło: Sun’Agri.
Instalacja APV i uprawa winorośli.
Źródło: Sun’Agri.

Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem

Większość mikroinstalacji fotowoltaicznych jest zamontowana już na istniejących dachach. W tym momencie budownictwo zintegrowane z fotowoltaiką (BIPV) nie jest popularne, co jednak może się szybko zmienić. Pierwsze państwa wprowadzają obowiązek stosowania energii słonecznej w nowych budynkach. Czy więc jest zasadne marnowanie materiałów np. na dach, który i tak będzie przykryty fotowoltaiką? 

BIPV niesie za sobą zarówno korzyści energetyczne, jak i może stanowić designerskie rozwiązanie, dzięki któremu budynek będzie wyglądał nowocześnie i estetycznie. Potencjał w tym aspekcie jest ogromny. Niestety obecnie tylko kilku małych producentów zajmuje się integracją budynków z fotowoltaiką. Przełom nadejdzie w momencie, gdy zajmą się tym globalni producenci fotowoltaiki.

Fotowoltaiczny dach.
Źródło: Solarstone.
Fotowoltaiczny dach.
Źródło: Solarstone.

Fotowoltaiczne pojazdy

Elektryfikacja transportu spowodowała, że zaczęto się zastanawiać nad integracją pojazdów z fotowoltaiką (VIPV). Podobnie jak w przypadku budynków, istnieje również podsekcja tego segmentu, którą jest Vehicle Attached PV. W takim rozwiązaniu moduły fotowoltaiczne są przymocowane do dachu pojazdów, zwykle autobusów, ciężarówek lub pociągów. 

Moduły PV zamontowane na dachu kampera.
Źródło: Truck Camper Magazine.
Moduły PV zamontowane na dachu kampera. 
Źródło: Truck Camper Magazine.

Fotowoltaika zintegrowana z pojazdem jest jednak znacznie bardziej skomplikowana z uwagi na to, że musi przyjąć dokładny kształt elementu, który zastępuje, czyli zazwyczaj dachu samochodu. 

Instytut Fraunhofera opracował dach samochodowy bazujący na ogniwach słonecznych o wydajności ok. 210 W/m². Umożliwia to wytwarzanie zrównoważonej energii elektrycznej na miejscu dla dziennego zasięgu około 10 km dla przeciętnego samochodu elektrycznego w słoneczny dzień.

Fotowoltaika zintegrowana z dachem Karma Revero.
Źródło: a2-solar.
Fotowoltaika zintegrowana z dachem Karma Revero. 
Źródło: a2-solar.

Wymienione rozwiązanie w dalszym ciągu są niszowe. Niemniej branża i polityka wykazują ogromne zainteresowanie niekonwencjonalną fotowoltaiką.

Źródło: Solar Power Europe.

Zobacz również