Úszó napelemek

A megújuló energiaforrások alkalmazása területén kiaknázatlan, és sok szempontból előnyös lehetőség a naperőművek vízre telepítése.

Egyes becslések szerint, ha az országok 2050-re karbonmentessé akarják tenni gazdaságukat, akkor területük 0,5–5%-át napelemekkel kell borítani. Ahol viszont értékes a földterület, ott ez feszültséget okoz a farmerekkel, a természetvédőkkel és a földterületeket más módon hasznosító csoportokkal.

Az érdekellentétek feloldására vetették fel az úszó napelemtáblák ötletét, a megoldás szerte a világon egyre népszerűbbé válik, elsősorban Ázsiában. A világ egyik legnagyobb (2022-ben) úszó napelemekből (angolul floatovoltaics) álló létesítménye 320 megawatt teljesítményt ad le, a napelemek Kína Santung tartományában, Töcsou (Dezhou) várostól délre egy víztározó felszínét borítják, amint az a Landsat–9 felvételén látható.

A NASA Landsat–9 műholdján működő OLI–2 (Operational Land Imager) műszerének 2022. augusztus 17-i felvételén a kínai úszó naperőmű látható. A 2 km széles és 3 km hosszú tó felszínét szinte teljes egészében napelemek borítják. (Kép: NASA Earth Observatory, Lauren Dauphin; Landsat adatok: U.S. Geological Survey)

A mesterséges tóról és környékéről két évvel korábban (2020. szeptember 20-án) készült felvételen még nyoma sincs a napelemtábláknak. (Kép: NASA Earth Observatory, Lauren Dauphin; Landsat adatok: U.S. Geological Survey)

Az USA Megújuló Energiaforrásokat Kutató Nemzeti Laboratóriumának (NREL, National Renewable Energy Laboratory) szakemberei szerint az úszó napelem-rendszereknek számos előnyük van. A vízen úszó napelemtáblák kevésbé forrósodnak fel, ezért hatékonyabban dolgoznak. Visszafogják a víz párolgását, továbbá árnyékoló hatásukkal meggátolják az algák káros mértékű elszaporodását a vízben. Mivel sok tározó városok közelében létesül, a naperőmű könnyebben csatlakoztatható a villamosenergia-hálózatra, mint a távoli sivatagban létesített naperőművek. Ezzel szemben az úszó létesítményeknek hátrányaik is vannak. Ellen kell állniuk a víz hatásának és a hullámzásnak. Üzemeltetésüket megdrágítja, hogy felületükről rendszeresen el kell távolítani a mikroorganizmusok által létrehozott biofilmet. Ezen túlmenően árnyékoló hatásuk kedvezőtlen a vízi élővilág, a növények és halak számára.

A napelemtáblák az aljukra erősített légtartályoknak köszönhetően úsznak a víz felszínén. (Kép: Roslan Rahman / AFP via Getty)

A megújuló energiák kutatásával foglalkozó szakemberek Nature-ben megjelent tanulmányukban rámutatnak arra, hogy a szárazföldeken világszerte üzemelő napelemes rendszerek együttes teljesítménye meghaladja a 700 gigawattot, amihez képest jelenleg még elenyésző az úszó rendszerek 3 GW teljesítménye. A világ víztározóinak együttes felülete azonban körülbelül akkora, mint Franciaország területe, bőven van tehát hely a terjeszkedéshez. Ha a világ vízerőműveihez kapcsolódó tározók felszínének csupán 10%-át úszó napelemekkel borítanák, akkor ezek mintegy 4000 GW elektromos teljesítmény előállítására lennének képesek, ami nagyjából annyi, mint a világon jelenleg fosszilis tüzelőanyagokkal működő erőművek együttes teljesítménye. Ha az Egyesült Államokban található 24 000 tározó vízfelületének negyedét sikerülne napelemekkel borítani, akkor a NREL szakemberei szerint ezáltal az USA jelenlegi energiatermelésének 10%-át fedezni lehetne.

A vízfelszínen úszó, egymáshoz erősített napelemtáblák. (Kép: Valentyn Semenov / Alamy)

Az úszó erőművek telepítését a NASA az alkalmazott földmegfigyelési programja (Earth Applied Sciences Program) keretében a világ energiaforrásait feltáró POWER (Prediction of Worldwide Energy Resources) projekttel támogatja. A projektben távérzékeléssel szerzett adatok segítségével segítenek az optimális helyszínek kiválasztásában.

Kapcsolódó cikkek:
Űrnapelempark
Egy 50 éves álom: naperőművet a világűrbe!
Napelemek a szmogban
Hol telepítsünk napelemeket?

Kapcsolódó linkek:
Úszó napelemek (NASA EO)