Μια διεθνής ερευνητική ομάδα συγκέντρωσε και εξέτασε τη δημοσιευμένη βιβλιογραφία σχετικά με τα πλωτά ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα (FPV) από το 2013 έως το 2022 και πώς συγκρίνονται τα φωτοβολταϊκά που βασίζονται στο νερό με εκείνα που βασίζονται στην ξηρά (LPV).
Ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, Ramanan Chidambaram Jayaraj, δήλωσε στο περιοδικό pv ότι η ομάδα εξέτασε περισσότερα από 300 άρθρα, καθώς και διπλώματα ευρεσιτεχνίας, ιστότοπους της βιομηχανίας και εκθέσεις. Οι ερευνητές κατέγραψαν το ενεργειακό κέρδος στην FPV σε σχέση με την LPV για 19 διαφορετικές εκθέσεις που εξετάζουν τεχνολογίες FPV που κυμαίνονται σε μέγεθος και γωνία κλίσης, καθώς και το κέρδος απόδοσης για 10 διαφορετικές εκθέσεις. Για την παρούσα έκθεση, η ομάδα απέκλεισε από την ανασκόπησή της μελέτες που εξέταζαν βυθισμένα και μερικώς βυθισμένα φωτοβολταϊκά, καθώς και συστήματα που ήταν σε επαφή με νερό για ψύξη.
«Με το 70% του πλανήτη να καλύπτεται από νερό, η έρευνα και η ανάπτυξη των FPV σε ωκεάνιες πλατφόρμες ανοίγει μια νέα εποχή για την ηλιακή ενέργεια με την πρόοδο των ανθεκτικών πλωτών κατασκευών», τόνισαν οι επιστήμονες. «Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι οι ωκεανοί δεν είναι απαραίτητα ήρεμοι και τα ωκεάνια ρεύματα μπορεί να θέσουν σοβαρές προκλήσεις στις δομές FPV. Ως εκ τούτου, οι προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης που αντιμετωπίζουν αυτό το ζήτημα είναι ζωτικής σημασίας».
Μείωση έως και 85% του ισοσταθμισμένου κόστους ενέργειας
Όπως αναφέρει το περιοδικό pv, οι ερευνητές σημείωσαν ότι τα αποτελέσματα των μελετών που εξετάστηκαν υποδεικνύουν ότι η αυξημένη ικανότητα παραγωγής ενέργειας από τα FPV συστήματα μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε μείωση έως και 85% του ισοσταθμισμένου κόστους ενέργειας (LCOE) σε σύγκριση με τα χερσαία Φ/Β συστήματα (LPV), ακόμη και παρά την υψηλότερη αρχική επένδυση κεφαλαίου. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τη βιβλιογραφία έδειξαν δυνητική αύξηση της ενεργειακής απόδοσης έως και 35,9% για τα FPV σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα. Επισημαίνουν διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν τη δυνατότητα επίτευξης αυτής της μέγιστης απόδοσης, όπως το επίπεδο ακτινοβολίας, η γωνία κλίσης, η θερμοκρασία και το φαινόμενο ψύξης, μεταξύ άλλων.
«Με βάση τη συνολική ανασκόπηση που εκτείνεται από το 2013 έως το 2022, έχει αποδειχθεί με συνέπεια ότι τα πλωτά φωτοβολταϊκά συστήματα υπερτερούν έναντι των συμβατικών χερσαίων φωτοβολταϊκών συστημάτων υπό ομοιογενείς συνθήκες», κατέληξαν. Επιπλέον, τόνισαν ότι το FPV που ενσωματώνεται με υδροηλεκτρικά φράγματα «όχι μόνο μεγιστοποιεί την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας αλλά και αξιοποιεί τις υπάρχουσες υποδομές, φέρνοντας ενδεχομένως επανάσταση στο ενεργειακό τοπίο».
Η ομάδα εξήγησε ότι από τις αναλύσεις που εξετάστηκαν στη μελέτη προέκυψαν ορισμένοι περιορισμοί. «Οι υπάρχουσες τεχνοοικονομικές αναλύσεις και προβλέψεις σχετικά με την απόδοση των FPV βασίζονται συχνά σε εργαλεία λογισμικού, τα οποία προσφέρουν πλεονεκτήματα όσον αφορά το κόστος, τον χρόνο και την αποδοτικότητα των πόρων σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους έρευνας», ανέφερε. [Ωστόσο, αυτά τα εργαλεία λογισμικού συχνά απαιτούν σημαντικές τροποποιήσεις στις διεπαφές χρήστη τους για να προσαρμόζονται επαρκώς στα μοναδικά χαρακτηριστικά και τις απαιτήσεις των συστημάτων FPV. Επιπλέον, ορισμένες μελέτες έχουν διαπιστώσει ότι ακόμη και αξιόπιστα λογισμικά για ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα μπορεί να μην είναι πλήρως ικανά να προβλέψουν με ακρίβεια την απόδοση των συστημάτων FPV».
Τα αποτελέσματα της ανασκόπησης είναι διαθέσιμα στη μελέτη «Προς μια βιώσιμη παραγωγή ενέργειας: Πρόσφατες εξελίξεις στις πλωτές φωτοβολταϊκές τεχνολογίες – ScienceDirect» η οποία δημοσιεύθηκε στο Renewable and Sustainable Energy Reviews. Η ομάδα αποτελείται από ερευνητές του Πανεπιστημίου Curtin της Μαλαισίας και του Ινστιτούτου Ενέργειας Bangalore και του Ινστιτούτου Ενέργειας Assam της Ινδίας.
Οι ερευνητές τόνισαν ότι «υπάρχει επιτακτική ανάγκη για περαιτέρω ανάπτυξη λογισμικού αφιερωμένου στην αριθμητική μοντελοποίηση και πρόβλεψη ειδικά προσαρμοσμένου για εφαρμογές FPV. Η ανάπτυξη αυτή θα επέτρεπε ακριβέστερες και πιο αξιόπιστες εκτιμήσεις των επιδόσεων του FPV, συμβάλλοντας στην πρόοδο και την ευρεία υιοθέτηση της τεχνολογίας στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας».
