9.4 Instalacje pływające
Pływające systemy fotowoltaiczne FPV (ang. floating fotovoltaics systems) to rodzaj instalacji montowanych na powierzchni zbiorników wodnych. Zastosowanie systemów FPV umożliwia uniknięcia problemów związanych z kosztami dzierżawy terenu, który staje się coraz droższy i mniej dostępny. Montaż instalacji PV na wodzie umożliwia także zwiększenie wydajności instalacji dzięki poprawie chłodzenia paneli ze względu na słabsze nagrzewanie się powierzchni wody w stosunku do powierzchni ziemi i zmniejszenie osadzania się kurzu. Montaż systemów pływających to także oszczędność terenów z punktu widzenia rolniczego i urbanistycznego. Negatywnym aspektem instalowania tego typu systemów może być wyłączenie części akwenu z gospodarki rybackiej, silne falowanie w przypadku instalacji morskich i oceanicznych, jak również problem z odbiorem energii [1].
Systemy fotowoltaiczne pływające są instalowane przez zastosowanie różnych rozwiązań montażowym. Panele fotowoltaiczne instalowane są nad wodą na pontonach wykonanych z tworzyw sztucznych np. polietylenu o dużej gęstości HDPE (ang. high density polyethylene). Instalacja zakotwiczona jest za pomocą ciężarków cementowych umieszczonych na dnie zbiornika wodnego lub ustawionych na jego brzegu. Instalację PV zakotwiczoną do dna zbiornika przedstawiono na Rys. 1.
Instalacje pływające są wykonywane również poprzez wykorzystanie systemu częściowo zatopionego, w którym panele są częściowo zanurzone w wodzie, co umożliwia wzrost wydajności paneli dzięki ich chłodzeniu przez wodę [2]. W systemach częściowo zatopionych wykorzystuje się panele na elastycznych podłożach, które pływają bezpośrednio na wodzie. Panele unoszą się na powierzchni wody dzięki zastosowaniu pływaków umieszczonych przy krawędzi paneli i zakotwiczonych linami. Taką koncepcję montażu systemów PV po raz pierwszy przedstawiła firma MIRACO, instalując system o powierzchni łącznej 75 \( m^{2} \) oraz mocy 8 kW w miejscowości Comino na Malcie.
Pierwszy system fotowoltaiczny pływający został wykonany w celach badawczych w 2007 r. w Aichi w Japonii o mocy 20 kW. Panele były umieszczone na płytach z polistyrenu piankowego i uniesione pod katem 1,3° w kierunku południowym [1]. Pierwszym komercyjnym systemem PV pływającym na wodach powierzchniowych była instalacja o mocy 175 kW. Instalacja została wykonana przez firmę SPG Solar w 2008 r. na terenie firmy Far Niente Winery.
Pierwszą elektrownią fotowoltaiczną pływającą na morzu była farma wykonana przez firmę Ocean of Energy. Farma ta została zainstalowana w holenderskiej części Morza Północnego pod koniec listopada 2019 r. ( Rys. 2 ). Moc instalacji wynosiła początkowo 8,5 kW i składała się z 28 paneli, a 20 stycznia 2020 r. została zwiększona do 17,5 kW poprzez zainstalowanie kolejnych 28 paneli. Farma do chwili obecnej przetrwała klika burz w tym orkan „Sabina”, w czasie którego pozostała nienaruszona pomimo prędkości wiatru przekraczającego ponad 30 \( \frac{m}{s} \), jak również 5-metrowych fal.
Jedna z największych instalacji fotowoltaicznych pływających powstała na jeziorze w Anhui w Chinach. Liczy ona ponad 165 000 paneli fotowoltaicznych i produkuje rocznie 40 MWp energii elektrycznej [3]. Pływającą instalację w Anhui przedstawiono na filmie "World's largest floating solar farm in E China".
Bibliografia
1. K. Trapani, M. R. Santafé: A review of floating photovoltaic installations: 2007-2013, Progress in Photovoltaics 2015, Vol. 23, Iss. 4, pp. 524-532, dostęp:14.12.20202. M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot, G. M. Tina, P. F. Scandura: Submerged photovoltaic solar panel: SP2, Renewable Energy 2010, Vol. 35, Iss. 8, pp. 1862-1865, dostęp:14.12.2020
3. Planete Energies: Huainan: Largest Floating Solar Farm in the World, dostęp:12.04.2020