Solární farmy na hladině moře: budoucnost obnovitelných zdrojů je i tam, kde není půda

Singapur nedávno zprovoznil jednu z největších plovoucích solárních farem na světě, která by měla kompenzovat přes 4 000 tun emisí oxidu uhličitého ročně. Tento technický počin si vyžádal značné úsilí, ať už přihlédneme k nepředvídatelnému počasí na otevřeném moři, tomu přizpůsobenému designu, či náhlé pandemii, která projekt nečekaně oddálila. Nově vybudovaná „sluneční farma“ však nyní demonstruje, že inovativní řešení pro těžbu obnovitelných zdrojů lze nasadit téměř kdekoliv, i na vlnách rozbouřeného oceánu.

Zdroj: SUNSEAP GROUP

Singapur a změna klimatu

Malý tropický Singapur stojící na špičce žebříčku inovativních zemí se pyšní jednou z nejvíce rozvinutých ekonomik na světě. Ruku v ruce s pulsující ekonomikou jde však i generace oxidu uhličitého. Singapur v současné době zaujímá 27. místo na světě a první místo na asijském území v emisích CO2 na obyvatele, proti čemuž se země snaží čím dál aktivněji bojovat. Výsledkem tažení proti změnám klimatu je fakt, že 95 % elektrické energie v dnešní době pochází ze zemního plynu, který patří mezi nejčistší fosilní paliva na výrobu elektřiny. Zbylých 5 % energie vzniká zpracováním uhlí, ropy, komunálního odpadu a sluneční energie.

Do roku 2030 hodlá země naplnit cíle svého ambiciózního Zeleného plánu, mezi něž patří například vysazení 1 milionu stromů, zajištění uhlíkové neutrality alespoň 20 % škol či snížení množství odpadu odesílaného na skládky o 30 %. Jedním z cílů je i čtyřnásobné zvýšení využívání solární energie do roku 2025. Tato ušlechtilá vyhlídka má však malý zádrhel – Singapur je malá země s omezeným množstvím půdy pro budování solárních farem. Většina vhodných střešních prostor je již dávno pokryta solárními panely, to je ovšem pro maximální využití potenciálu polohy na slunném rovníku nedostačující. A tak se místní inovátoři rozhodli zaměřit na všudypřítomnou mořskou hladinu.

Ve spolupráci se singapurskou společností Sunseap, předním poskytovatelem řešení využívajících čistou energii, vybudovala země svou farmu solárních panelů v Johorském průlivu, který odděluje Singapur od Malajsie. A výsledek je vskutku grandiózní. Špičkový offshore plovoucí fotovoltaický systém (OFPV) je vybaven neuvěřitelnými 13 312 solárními panely, 40 střídači a více než 30 000 plováky. Odhaduje se, že ročně vyprodukuje zhruba 6 GWh energie, což potenciálně kompenzuje okolo 4 258 tun oxidu uhličitého.

Přestože se nejedná o první plovoucí solární farmu na světě, díky své poloze na zcela otevřeném moři je přeci jen průkopníkem ve své kategorii. Toto umístění je totiž samo o sobě výzvou. Vyžaduje inovativní přístup, který bere v potaz rozmary počasí a změny mořského proudění, s nimiž fotovoltaické farmy vybudované na hladinách klidných jezer do styku nepřijdou. Projekt tak dal základy mnoha postupům, ze kterých mohou čerpat budoucí výstavby podobného druhu.

Jak to funguje?

Podobně jako u pozemních typů jsou stěžejní součástí plovoucí solární farmy její fotovoltaické (PV) panely, které zachycují sluneční záření. Při umístění na vodní hladině jsou nakloněny, aby optimalizovaly drenáž a maximalizovaly výrobu energie. Pro zvýšení trvanlivosti ve vlhkém prostředí je použito také dvojitého skla namísto typického jednoduchého. FV moduly jsou nadnášeny rozsáhlou sítí plováků, jenž jsou vyrobeny z certifikovaného potravinářského kvalitního polyethylenu s vysokou hustotou, aby se minimalizoval jejich dopad na kvalitu okolní vody. Zároveň jsou také odolné proti UV záření a konstruované tak, aby unesly mnohem větší hmotnost, než mají samotné FV panely.

Stabilní strukturu pod mořskou hladinou zajišťuje systém několika desítek kotev. Přímo na plovoucí platformě jsou nainstalovány inteligentní řetězcové střídače Huawei, které převádějí stejnosměrný proud (DC) na střídavý (AC), ten je pak použitelný v elektrické síti. Inteligentní střídače využívají cloudové technologie a AI, což usnadňuje jejich nasazení, používání a údržbu. Inovativní řešení Huawei také zajišťují velmi účinný odvod tepla, díky čemuž mohou technologie účinně odolávat intenzivnímu slunečnímu záření.

Z plovoucí plošiny putuje elektřina podvodními kabely do plavidlové základny, kde je následně přeměněna z nízkého na vysoké napětí. Poté se energie přivádí přímo do elektrické sítě. Celý proces je v reálném čase neustále monitorován, i zde ale pomáhají nejmodernější technologie. K dispozici jsou monitorovací kamery, které poskytují živý přenos videa, technologie vysílající upozornění týkající se okolního prostředí a veškeré dění monitoruje na dálku pomocí chytrých aplikací rozsáhlý tým techniků. Výsledkem je průlomový technologický systém, který zajišťuje spolehlivost, stabilitu a bezpečnost.

Co bude dál?

Závislost lidstva na obnovitelných zdrojích do budoucna nadále poroste a díky výraznému úsilí v oblasti výzkumu se v uplynulém desetiletí udržitelné technologie výrazně zlevnily a zefektivnily. Ambiciózní cíle a snahy o dosažení čistých nulových emisí v co nejbližší době ženou nejen Singapur k inovacím v oblasti obnovitelné energie. Řada otázek však zůstává nadále nezodpovězená – například není zatím vyřešena účinná recyklace solárních panelů napříč odvětvími a ožehavou otázkou je i prostor mezinárodních vod, který z velké části není jasně rozdělen mezi jednotlivé země.

Díky odvážným projektům, jako je singapurská plovoucí solární farma, však máme možnost rozšiřovat naše poznatky v oblasti obnovitelné energie a společně, krůček po krůčku, pokračovat v cestě ke zdravější planetě.