Plávajúce solárne panely by mohli pokryť viac ako tretinu globálnej spotreby elektriny

Náklady na solárnu energiu za posledné desaťročie výrazne klesli, čo z nej robí vo veľkej časti sveta najlacnejší zdroj elektriny. To môže znamenať lacnejšiu energiu. Znamená to však aj to, že môžeme potenciálne inštalovať panely na miestach, ktoré by inak boli príliš drahé, a pritom vyrábať energiu so ziskom. Jedna z najzaujímavejších možností je umiestniť nad umelé vodné plochy panely, či už plávajúce, alebo zavesené na kábloch. Hoci je to drahšie ako pozemné inštalácie, prináša to obojstrannú výhodu: panely obmedzujú vyparovanie vody a voda ochladzuje panely, čo im umožňuje efektívnejšie fungovať v teplých klimatických podmienkach. 

Skupina výskumníkov teraz urobila globálnu analýzu a zistila, že potenciál plávajúcich solárnych panelov je obrovský. Aj keby sme ich inštalovali len na zlomok povrchu existujúcich nádrží, plávajúce panely by mohli generovať takmer 10 000 terawatthodín ročne, pričom by sa zabránilo odpareniu viac ako 100 kubických kilometrov vody. To podľa autorov štúdie stačí na uspokojenie potrieb približne 300 miliónov ľudí. Zďaleka nejde o prvú štúdiu, ktorá sa zaoberá potenciálom plávajúcich solárnych panelov.

Väčšina predchádzajúcich analýz sa však obmedzovala na jednu krajinu alebo jeden systém nádrží. Nová práca je odlišná, pretože problematiku sleduje globálne a využíva aktuálny model fotovoltického výkonu v rôznych podmienkach prostredia, ktorý vyvinulo Národné laboratórium Sandia patriace Ministerstvu energetiky USA. Tím získal aj údaje o teplotách, slnečnom žiarení a rýchlosti vetra počas dvoch desaťročí z dvoch rôznych satelitných systémov na pozorovanie Zeme.

Okrem chladenia panelov a zníženia straty vody má takéto riešenie aj iné výhody. Netreba napríklad obetovať ďalšiu pôdu, aby sme ju pokryli panelmi, pretože táto pôda už bola zaplavená. Panely síce zablokujú prístup svetla k vode a môžu potenciálne spôsobiť problémy všetkým ekosystémom, ktoré sa tam vyvinuli, ale zároveň by mohli pomôcť obmedziť škodlivé kvitnutie rias vo vodných zdrojoch. Ďalšia výhoda je, že mnohé nádrže sa nachádzajú v blízkosti oblastí s vysokou hustotou obyvateľstva, ktoré sú náročné na energiu, čo uľahčuje využívanie energie tam, kde sa vyrába.

A napokon mnohé nádrže sú spojené so systémami vodných elektrární. Tieto dva zdroje energie by sa mohli riadiť ako jeden celok, aby sa udržala stabilná úroveň výroby nepretržite a za všetkých poveternostných podmienok. S cieľom zachovať ekosystémy v nádržiach a využitie nádrží na rekreáciu výskumníci obmedzili oblasť, ktorá by bola pokrytá panelmi, maximálne na 30 percent jej povrchu alebo 30 štvorcových kilometrov.

Globálne množstvo elektriny, ktoré by sa dalo takto vyrobiť, je približne 9400 terawatthodín ročne. Na porovnanie, celosvetová spotreba elektrickej energie je približne 22 800 TWh, čo znamená, že solárna energia z plávajúcich panelov by mohla zabezpečiť viac ako 40 percent svetových potrieb elektrickej energie. Obmedzenie pokrytia povrchov nádrží na 10 percent, čo je dosť významný pokles, by stále umožnilo výrobu 4300 TWh. Samozrejme, tento potenciál nie je rovnomerne rozdelený vo svete. Najviac solárnej energie z plávajúcich panelov by mohli získať v USA – až 1900 TWh. (V USA sa spotrebuje približne 3900 TWh ročne, takže to je takmer polovica ich spotreby elektriny.)

Ďalšie krajiny s vysokým potenciálom v tejto oblasti sú Čína, Brazília, India, Kanada, Rusko, Mexiko, Austrália, Turecko a Južná Afrika. Výskumníci tiež odhadujú, že existuje 40 krajín, ktoré by mohli uspokojiť svoje celkové súčasné energetické nároky výlučne prostredníctvom plávajúcej solárnej energie, aj keď problémom tu zostáva skladovanie. Pravda, toto riešenie bude drahšie ako jednoduchá inštalácia panelov na pevnine, kde sa vďaka dlhoročným skúsenostiam podarilo znížiť mnohé náklady na výstavbu solárnych elektrární.

A je tu aj kompromis v oblasti účinnosti. Takmer všetky súčasné pozemné panely zvyšujú svoju produkciu sledovaním pohybu slnka po oblohe. V plávajúcom systéme to bude oveľa ťažšie a naklonením panelov pravdepodobne dôjde k zvýšeniu vyparovania. Tieto problémy bude treba vyriešiť, a tak sa neočakáva, že by inštalovaný výkon do roku 2027 dosiahol 5 GW. Štúdia bola publikovaná v časopise Nature Sustainability.

Zdroj: arstechnica.com.