Plaukiojanti saulės energija Pietų Europoje yra konkurencingesnė nei antžeminė PV

Tyrėjai įvertino komunalinių paslaugų masto plūduriuojančių saulės kolektorių masyvų ekonominį gyvybingumą Europoje, nustatė, kad tokie projektai yra ekonomiškai konkurencingi keliose pietų Europos šalyse ir teigė, kad jei kapitalo sąnaudos būtų sumažintos 12 procentų, plaukiojančios fotovoltinės energijos konkurencingumas sumažėtų stumiamas visoje Europoje.

BayWar.e. plaukiojanti fotovoltinė elektrinė Nyderlanduose. Nuotrauka: BayWar.e.

Tyrėjai iš Italijos ir Ispanijos įvertino plūduriuojančios fotovoltinės (FPV) galią ir sąnaudas tinkamuose Europos vandens telkiniuose ir palygino ją su sausumos fotoelektra (LPV) esant optimaliam nuolydžiui.

Mokslininkas Leonardo Micheli žurnalui PV sakė: "Mes taip pat parodėme, kad FPV gali būti ekonomiškai konkurencingas su įprastiniais LPV Viduržemio jūros šalyse, kur saulė yra aukščiau ir temperatūra yra aukštesnė. Tačiau jei kapitalo sąnaudos sumažinamos 12 procentų, FPV yra ekonomiškai konkurencingas visuose modeliuojamuose scenarijuose ir šalyse“.

Mokslininkai naudojo Europai turimus vandens paviršiaus duomenis iš Pasaulinės rezervuaro ir užtvankų duomenų bazės (GRanD), kad įvertintų galimą įrengtą FPV pajėgumą Europoje ir atsižvelgė tik į vandens energijos, vandens tiekimo, drėkinimo ir potvynių kontrolės rezervuarus. Jie modeliavo vienpusių modulių energijos generavimą naudojant PVWatts nuolatinės srovės galios modelį su CAMS apšvitos tarnybos duomenimis, atsižvelgiant į valandinę apšvitą.

Taikant FPV, modelis įvertino scenarijus su 10 ir 20 laipsnių pakreipimo kampais ir 0,06 albedo. Buvo manoma, kad LPV naudoja optimalų pasvirimo kampą ir 0,25 albedo. Abiejuose modeliuose buvo naudojami „Trina Solar“ moduliai, kurių efektyvumas 21,4 proc., keitikliai su 96 proc. efektyvumu, nuolatinės srovės ir kintamosios srovės nuostoliai buvo 14 proc., visi moduliai atsukti į pietus, o PV sistemos eksploatavimo laikas buvo 25 metai. PV sistemos eksploatavimo laikas buvo 25 metai. Mokslininkai paėmė duomenis iš IRENA atsinaujinančios energijos sąnaudų duomenų bazės, kad apskaičiuotų kapitalo išlaidas ir metines eksploatavimo bei priežiūros išlaidas (omex) įvairiose Europos vietose.

Tyrimas apžvelgė FPV ir LPV našumą pagal keturis šilumos scenarijus ir parodė, kad FPV sistemos gali pasiekti nuo 640 iki 1688 kWh/kW per metus, o tai atitinka 7,3–19,3 procento galios koeficientus.

Tyrėjai sakė: „Nuostabu, kad didesnė elektros energijos gamyba vyksta piečiausiose šalyse, kur saulės potencialas yra didesnis dėl ribotų kampinių ir atspindžio nuostolių, kuriuos sukelia mažesnis pasvirimo kampas.

Prasčiausias našumas yra Skandinavijoje ir Šveicarijos, Austrijos ir Italijos aukštų kalnų regionuose, kur FPV pasižymi didžiausiu elektriniu našumu pagal optimistiškiausius šilumos mainų scenarijus, gamina dviem procentais daugiau elektros nei LPV.

Keliose šalyse pagal šį scenarijų FPV su 20 laipsnių pakreipimu taip pat pagamino daugiau elektros nei LPV su optimaliu pakreipimu, tačiau pagal kitas konfigūracijas ir scenarijus FPV paprastai pagamino mažiau elektros nei LPV, ypač esant 10 laipsnių pakreipimui“, – sakė mokslininkai. Rezultatai pabrėžia, kad pakreipimo kampas turi didelę įtaką energijos konversijai.

Tyrimo metu apskaičiuota, kad kiekvieno papildomo pasvirimo kampo laipsnio vertė FPV įrenginiuose svyravo nuo 2,50 EUR (2,62 USD)/kW iki 7,50 EUR/kW.

FPV konkurencingumas išlygintų energijos sąnaudų (LCOE) požiūriu priklauso nuo capex ir omex sumetimų, atsižvelgiant į gamybos pajėgumų skirtumus. Rezultatai rodo, kad apskritai, neįskaitant stelažų ir įrengimo išlaidų, LPV LCOE yra konkurencingas visais scenarijais daugumoje Europos šalių. Jei taip pat neįtraukiamos prijungimo prie tinklo sąnaudos (pvz., maišant su hidroenergija), FPV yra ekonomiškai konkurencinga pagal visus modeliavimo scenarijus visose šalyse.