Drijvend zonne-PV-systeem blinkt uit waar land schaars is

- May 22, 2019-

Van greentechmedia


image

Het met land beperkte Japan is een vroege leider in de opkomende zwevende zonnemarkt.

 

Mensen dobberen al duizenden jaren op het water, dus misschien was het onvermijdelijk dat ze er ook zonnepanelen op zouden bouwen.


Drijvende fotovoltaïsche cellen hebben al wereldwijd 1,1 gigawatt aan installaties geleverd, aldus de Wereldbank. Dat is een klein deel van de bredere zonne-industrie, die nu bijna 100 gigawatt per jaar installeert. Dat gezegd hebbende, drijvende zonne-energie blinkt uit in markten waar land schaars is of anderszins niet beschikbaar, en dat loopt goed samen met belangrijke groeimarkten voor de zonne-industrie, merkten analisten op GTM's Solar Summit in Scottsdale vorige week.


Zonne-energie op het water zetten kost meer dan bouwen op het land - hoewel er weinig gegevens zijn om precies aan te tonen hoeveel, maar het brengt verschillende operationele voordelen met zich mee. Het belangrijkste is dat ontwikkelaars in staat worden gesteld om stroom te genereren zonder land offline te nemen voor andere doeleinden, die in bepaalde dichtbevolkte regio's al een tafelstaak worden.


"Het is ideaal op plaatsen waar je beperkte beschikbaarheid van land hebt," zei Teresa Barnes van het National Renewable Energy Laboratory.


Beter waar het natter is

Drijvende ontwikkelaars richten zich niet alleen op water. Ze concentreren zich op het aquatische equivalent van een brownfield-site: door de mens gemaakt, in het binnenland, over het algemeen kalm.


Het blootstellen van een zonne-installatie aan stormende oceaangolven, of het ploffen van een op een ongerept natuurlijk meer, staat tot nu toe niet op het menu.


Drijvende zonne-energie is het meest logisch in gebieden waar land duur is of nodig is voor waardevoller gebruik, zoals landbouw. Door de mens gemaakte pools kunnen ook ruimte bieden om stroom te genereren dicht bij het punt van gebruik, terwijl dit anders niet mogelijk zou zijn.


Het dichtbevolkte Japan leidde de drijvende markt al vroeg en China en Zuidoost-Aziatische landen zijn early adopters. Nederlandse bedrijven onderzoeken de technologie om de vele binnenwateren in dat land van dienst te zijn. Slechts een paar projecten zijn tegen het einde van 2018 opgedoken in de landrijke VS - 14, volgens Scientific American.


Dichte regio's hebben reden om zwevende zonne-energie te onderzoeken, maar dat geldt ook voor landeigenaren die macht willen produceren zonder bruikbare hectares land op te offeren.


"Het is een ander hulpmiddel in de toolbox van een ontwikkelaar om naar deze gemeenschappen te komen en iets te hebben dat niet veel van hun landoppervlak in beslag neemt," zei Robert Spencer, een onderzoeker bij NREL.


Naast het creëren van marktkansen, levert de plaatsing van zonnepanelen op water operationele voordelen op.


In warme omgevingen koelt het water de apparatuur af ten opzichte van een op het land gebaseerd systeem. Drijvende moduletemperaturen kunnen 5 tot 10 graden Celsius lager zijn dan op een dak, en dat verschil verhoogt de prestaties, zei Barnes. Ontwikkelaars kunnen pontoonstijlen kiezen om dit effect te maximaliseren.


Het meest intrigerende, vanuit het oogpunt van netwerkoperaties, is de combinatie van drijvende zonne-energie met hydro-elektrische dammen. Aangezien de dammen al transmissieverbindingen hebben en zelf verzendbaar zijn, kan deze regeling de zonne-energie in staat stellen te genereren zonder inperking en reismarkt met lagere interconnectiekosten.


Die logica zou zich zelfs kunnen uitstrekken tot zwevende zonne-energie op gepompte waterkrachtcentrales, die de zonne-opwekking direct zou omzetten in opgeslagen energie ter plaatse. Dit is nog niet gebouwd en het is niet duidelijk dat de economie zinvol zou zijn, waarschuwde Barnes.


Hoe groot is de markt eigenlijk?

Het ontbreken van nauwkeurige gegevens vormt een groot obstakel voor zwevende zonnegroei, net als voor de opkomende markt voor tweedelige modules.


Ontwikkelaars hebben een beperkte hoeveelheid bewijsmateriaal om klanten te overtuigen dat de levensduurprestaties de vooraf gemaakte kostenpremie rechtvaardigen. Slijtage in natte omgevingen ziet er anders uit dan op het land gestationeerde activiteiten en onderhoud.


De schaal van potentiële drijvende sites rechtvaardigt verdere verkenning. De Wereldbank schatte een wereldwijd potentieel van 400 gigawatt conservatief.


Spencer modelleerde het Amerikaanse potentieel in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science and Technology. Na het wegzwelpen van de populatie kunstmatige waterlichamen om gebruiksconflicten te vermijden, ontdekten de auteurs dat zelfs een klein deel van geschikte locaties 10 procent van de huidige Amerikaanse elektriciteitsproductie zou kunnen leveren.


Of er al dan niet een economische casus bestaat voor al die sites is een andere kwestie, maar de studie geeft aan dat de Amerikaanse zon niet hoeft te vertragen als de mooie vlakke open ruimtes worden opgeslokt voor ontwikkeling.


Vroege zwevende projecten zullen doorgaan waar de unieke voordelen van zwevende PV opwegen tegen de risico's, zei Molly Cox, een analist die werkt aan aanstaand zwevend PV-onderzoek bij Wood Mackenzie Power & Renewables.


"Als er dan meer systemen worden gebouwd, zullen we meer prestatiegegevens hebben en dus meer zekerheid voor financiers en ontwikkelaars," merkte ze op.


Als dat zo was, schaafde de eerste gigawatt aan drijvende zonne-energie alleen maar over het oppervlak.