26. 09. 2022
|
emovio.cz logo

Tak má vypadat fotovoltaika: nevadí, nezabírá půdu a chrání vodu

Plovoucí elektrárna na hladině nádrže Alqueva v Portugalsku (foto EDP)
Plovoucí elektrárna na hladině nádrže Alqueva v Portugalsku (foto EDP)

V Portugalsku se ke spuštění připravuje zatím největší plovoucí elektrárna v Evropě.

Po hladině vodní nádrže Alqueva přepravovaly v posledních dnech remorkéry nezvyklý nápad: 12 tisíc solárních panelů o ploše odpovídající čtyřem fotbalovým hřištím. Lesklý ostrov vybudovala největší energetická společnost v zemi, EDP. Je jednou součástí plánu Portugalska snížit závislost na dovozu fosilních paliv, jejichž ceny po ruské invazi na Ukrajinu prudce vzrostly.

Miguel Patena, ředitel skupiny EDP odpovědný za solární projekt, pro agenturu Reuters uvedl, že elektřina vyrobená v plovoucím elektrárně s instalovaným výkonem 5 megawattů (MW) bude stát třetinu toho, co by při dnešních cenách stála elektřina vyrobené v plynové elektrárně.

Plánovaná roční výroba zařízení je zhruba 7,5 gigawatthodin (GWh) elektřiny. Doplňovat by je měly bateriové úložiště energie. „Tento projekt je největším plovoucím solárním parkem na vodní přehradě v Evropě, je to velmi dobré měřítko,“ řekl Patena.

Členka výkonné rady EDP Ana Paula Marques podle Reuters uvedla, že válka na Ukrajině jasně ukazuje nutnost přejít na obnovitelné zdroje energie. Řekla, že projekt Alqueva je součástí strategie EDP „do roku 2030 být stoprocentně zelený“, přičemž vodní elektrárny a další obnovitelné zdroje nyní představují 78 % z 25,6 GW instalovaného výkonu EDP.

Největší portugalská energetická společnost EDP se na rozšíření tohoto druhu obnovitelné energie připravovala již delší dobu. Vroce 2017 instalovala pilotní plovoucí solární elektrárnu na přehradě Alto Rabagao, aby technologii otestovala. Instalace s 840 panely nemá valný energetický smysl, jde pouze o experimentální zařízení. Jako první v Evropě testoval, jak se vodní a solární energie mohou vzájemně doplňovat.

V rámci rozšiřování svého „zeleného portfolia“ firma také již nyní plánuje rozšíření projektu Alqueva. V dubnu získala právo na výstavbu druhého plovoucího parku s instalovaným výkonem 70 MW.

Portugalsko, které je téměř celoročně zalité sluncem a omýváno Atlantským oceánem, je mnohými odborníky a analytiky v oblasti obnovitelných zdrojů energie považováno za ideální místo pro získávání energie z koktejlu přírodních zdrojů: slunce, větru a vody.

Solární parky a větrné turbíny se staly součástí portugalské krajiny již před lety, ale přestože přibližně 70 % vyrobené elektřiny pochází z obnovitelných zdrojů, země je stále závislá na dovozu fosilních paliv, aby uspokojila své energetické potřeby.

Proč na vodě?

Plovoucí „sluneční“ elektrárny mohou mít řadu různých výhod a přínosů v závislosti na místních podmínkách. Například v Japonsku, které je ve využívání „floatovoltaiky“ jedním z průkopníků, bývá hlavním smyslem pro využití těchto systémů nedostatek prostoru a snaha o co nejvyšší využití obnovitelných zdrojů místo drahých (dovážených) fosilních paliv.

I když v Evropě není o místo taková nouze jako v Japonsku, i na Starém kontinentu bychom jistě mohli ocenit elektrárny, které nezabírají půdu, a tedy nikomu nevadí (tedy téměř nikomu, někdo se určitě najde). I když vhodných vodních ploch není k dispozici neomezené množství, rozhodně ne dost na to, aby pokryly evropskou spotřebu elektřiny, podobné projekty by mohly být celkem přímočaře realizovatelné (jak je fotovoltaika obecně).

V teplejších a sušších částech světa může zase přesvědčit snížení odparu. Předběžné informace napovídají, že v takto suchých oblastech může instalace „floatovoltaiky“ (z anglického výrazu „floatovoltaics“, který vznikl složením slov float a photovoltaics) snížit výpar až o 90 %.

To je třeba případ jihozápadu Spojených států amerických, který se již  řadu let potýká s nedostatkem vody v přehradách a vodních nádržích. Podle amerických úřadů je jen na jezeře Lake Mead odpar zodpovědný za ztrátu zhruba 6 % ročního toku řeky Colorado (986 milionů m3 vody) a na jezeře Powell pak jde o více než 1 mld. m3 vody.

Podstatnou výhodou především právě pro teplejší místa světa s vysokým poměrem přímého slunečního svitu (třeba znovu jih USA) je i chladící efekt vody pod elektrárnou. Díky nižším teplotám a chlazení může plovoucí fotovoltaika během horkých dní vyrábět o něco více elektřiny než panely v běžných pozemních solárních parcích.

V tomto případě ovšem záleží do značné míry na konstrukci. Významnější by chladící efekt měl být u tenkých panelů, které voda logicky dokáže lépe ochladit. S tím počítá například společnost Ocean Sun, která postavila v Albánii svůj prototyp plovoucí solární elektrárny postavené na velmi tenké polymerové podložce.

Její plovoucí jednotka se sestává z 1 536 solárních panelů, které mají dohromady instalovaný výkon 0,5 MWp z plochy téměř 4 000 metrů čtverečních. Projekt využívá patentovanou membránovou technologii společnosti Ocean Sun. Solární moduly jsou namontovány na hydroelastických membránách, které údajně nabízejí proti jiným řešením výhody v ceně i výkonu.

Technologie je určena pouze pro relativně dobře chráněné a klidné vodní plochy, jako jsou jezera, fjordy ńebo vodní nádrže. Patentovaný systém se skládá z plovoucí platformy ve tvaru disku ukotvené ke dnu pomocí čtyř kotevních bodů a dvanácti lan. Design je do značné míry inspirován norskými zkušenostmi s aquakulturou, tedy velkochovem ryb v moři.

Každá jednotka se skládá z plovoucího prstence potaženého tenkou membránou z polyetylenu s vysokou hustotou (HDPE). Přestože je membrána silná jen několik milimetrů, snadno unese jak váhu solárních panelů, tak váhu personálu provádějícího instalaci nebo údržbu.

Plovoucí elektrárna na albánské přehradní nádrží Banja (foto Ocean Sun)
Plovoucí elektrárna na albánské přehradní nádrží Banja (foto Ocean Sun)

Díky tomu, že membrána je tak tenká, mohou být panely podle společnosti mohou účinně chladit od vody z vodní plochy pod nimi. To by logicky mělo zvyšovat účinnost panelů především v parných dnech. Šéf společnosti Ocean Sun neuvedl podrobnosti o chemickém složení použitého materiálu, který označil za umělý polymer.

Samotná výroba elektrické energie z těchto instalací může být také svým objemem zajímavá. Dle zprávy Environment 360 by pokrytí pouze 6 % plochy Lake Mead znamenalo dodatečných 3400 MW instalovaného výkonu. V ideálních podmínkách by tedy výkon této „doplňkové“ elektrárny byl vyšší než instalovaný výkon elektrárny na Hooverově přehradě (2074 MW) – která ovšem má samozřejmě tu výhodu, že její výrobu lze do značné míry řídit.

Velký projekt i v Česku

Stavba plovoucích fotovoltaických elektráren by se v brzké době měla rozběhnout i v Česku. Podle zprávy serveru Seznam Zprávy z loňského roku investici do velké elektrárny chystá například skupina Sev.en Energy miliardáře Pavla Tykače na jezeře Marcela na rekultivované výsypce poblíž dosud činného velkolomu ČSA.

Pilotní projekt pod názvem Life Watersolar připravila Sev.en Energy ve spolupráci s Univerzitou J. E. Purkyně a státním Palivovým kombinátem Ústí (PKÚ). Partneři jej představili koncem loňského roku během webináře Aliance pro energetickou soběstačnost.

Plovoucí elektrárna složená ze tří tisíc panelů bude doplněna výrobnou vodíku o výkonu 525 kW. Vodíkový elektrolyzér má sloužit ke zpracování solární elektřiny v době, kdy je jí při příznivých klimatických podmínkách na trhu přebytek a její cena klesá k nule.

Náklady na celý systém jsou podle mluvčí spočteny na 215 milionů korun, část by měla pokrýt dotace z evropského programu Life. Elektrárna má být hotova tak, aby od roku 2028 bylo možné zhodnotit zkušenosti z její výstavby a provozu. Sev.en chce výsledky zužitkovat v budoucích větších projektech.

Česko nemá takový potenciál jako některé jiné země, ale příležitosti jsou i tak zajímavé. Panely například mohou pokrýt jezera, která teprve mají vzniknout zatopením dnešních lomů ČSA, Vršany, Libouš a Bílina na Mostecku. Investoři zvažují tuto možnost také na odkalištích po OKD na Karvinsku.

Plovoucí elektrárnu chce na jezerech na severu Čech budovat i podnikatel Martin Hausenblas. „Plovoucí fotovoltaika je o 36 procent účinnější. Může to být cesta pro náš odklon od uhlí a cesta pro zelenou a perspektivní budoucnosti Ústeckého kraje,“ řekl pro Seznam Zprávy Martin Hausenblas s tím, že na projektu plovoucí fotovoltaiky spolupracuje ČVUT.

Podle studie společnosti Deloitte mohou mít čtyři budoucí podkrušnohorská jezera potenciál solárního výkonu celkem mezi 3,9 až 6,6 gigawattu (rozmezí je odrazem rozptylu mezi realistickým až maximalistickým scénářem). To by podle Deloitte znamenalo, že tyto plovoucí elektrárny vyrobí ročně 4 až 6,8 terawatthodin (TWh) elektřiny ročně. To odpovídá zhruba pěti až osmi procentům současné spotřeby (která do budoucna ovšem téměř určitě poroste i kvůli odklonu od ruských energií).

Zatím v malém

Zatím jsou všem české pokusy se „soláry na vodě“ pouze skromné. V malém měřítku ji zkouší elektrárenská společnost ČEZ na hladině přehrady Štěchovice. V rámci pilotního projektu se na těchto solárních panelech o celkovém výkonu 22 kWp, umístěných v horní nádrži tamní přečerpávací elektrárny, mají ověřit možnosti jejich případného nasazení v budoucích velkých solárních parcích.

Ne, že by ČEZ neměl s fotovoltaikou žádné zkušenosti, další – a s takovou nezvyklou technologií – bude určitě potřebovat. Firma má v plánu do roku 2030 vybudovat obnovitelné zdroje o výkonu až 6 GW, přičemž fotovoltaika má mít na hlavní podíl. Vzniknou na brownfieldech, na pozemcích bývalých dolů, na znehodnocených průmyslových plochách a na půdách nízkých bonit – a pokud štěchovický experiment skončí příznivě, tak dost možná i na vlně některé z přehrad, které ČEZu patří.

Plovoucí fotovoltaická elektrárna skupiny ČEZ na hladině štechovické nádrže (foto ČEZ)
Plovoucí fotovoltaická elektrárna skupiny ČEZ na hladině štechovické nádrže (foto ČEZ)

Během testů chtějí energetici v reálném prostředí zjistit, jak se budou chovat nosné plováky a solární panely v kombinaci s každodenním provozem přečerpávací elektrárny. Letos v létě by se pilotní instalace měla rozšířit do podoby regulérní elektrárny využívající energii ze slunečního záření o výkonu 100 kWp. Celkově by podle ČEZu mohla horní nádrž pojmout solární panely o výkonu až 2,5 MW.

„Skládačka“ ze čtyř řad monokrystalických fotovoltaických panelů vznikla díky spolupráci firem ČEZ Obnovitelné zdroje, PRODECO a vodních elektráren ČEZ. Takzvané stříšky s orientací východ-západ drží nad hladinou horní nádrže více než třicet vzduchem plněných plováků o nosnosti přes 6 tun. Proti rozmarům počasí a neustálému pohybu hladiny nádrže, kterou určuje provoz přečerpávací elektrárny, je celá konstrukce fixována pojezdovými ližinami připevněnými na stěny nádrže.

Podobné články

1 komentář

  1. To nemyslíte vážně. Přemístění problémů není řešení! Vodní fauna a flóra potřebuje slunce ještě víc, už jenom proto, že se za ním nemůže odstěhovat jinam. Tohle je „waw“ zpráva, ale v dost negativním slova smyslu.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

Oblíbené články

Témata