太陽光発電: 水上太陽光発電システムの可能性

Ein Nachteil von Strom aus Sonnenenergie ist, dass die Solaranlagen Platz brauchen. Und der ist gerade in der Nähe von Ballungsgebieten – also dort, wo der Strom benötigt wird – knapp. Sollte die solare Stromproduktion bis zur Mitte des Jahrhunderts also tatsächlich, wie etwa vom norwegischen beratungsunternehmen DNV vorhergesagt, um das Dreizehnfache wachsen und Sonnenstrom zur dominierenden erneuerbaren Energiequelle werden, dann muss man Orte finden, an denen man die Anlagen bauen kann.

Eine Möglichkeit wären die die fünf Millionen Quadratkilometer an Seen, die es auf der Erde gibt. Dort lassen sich schwimmende Photovoltaikanlagen betreiben (im Fachjargon werden sie in Anlehnung an das englische Wort „float“ für Schwimmen scherzhaft „Floatovoltaics“ genannt). Sie haben eine Reihe von Vorteilen: Auf Wasserreservoirs und Stauseen hemmen sie die Verdunstung, was gerade in dürregeplagten Gegenden hilfreich ist. Zudem kühlt das Wasser die Solarmodule, wodurch sie effizienter arbeiten.

In China gibt es solche Installationen bereits in großem Stil. Die leistungsstärkste schwimmt auf einem gefluteten Kohlebergwerk im Osten des Landes und hat laut chinesischen Medien eine installierte Leistung von 650 Megawatt. Das entspricht der Leistung von etwa 45 der größten offshore Windturbinen.

ウェールズにあるバンゴー大学のイエスティン・ウールウェイ率いる研究者らは、水上太陽光発電の世界的な可能性を計算した。 分析を現実的に保つために、彼らは単にすべての天然湖と人工湖の総面積を取得するのではなく、いくつかの制限を課しました。 適切な水域は、大都市圏から 10 キロメートル以内にあります。 保護地域は除外され、季節的に干上がる湖や半年以上凍結する湖も除外された。 最後に、分析のシステムは水域の最大 10 パーセントをカバーし、30 平方キロメートル以下である必要があります。

地理的な緯度と海抜の高さに応じて、発電量は年間を通じてさまざまな程度に変動します。 全体として、年間 1,302 テラワット時が得られる可能性があると研究者らは書いています。 雑誌『ネイチャーウォーター』に掲載されました。 比較のために、この国の昨年の電力需要は 467 テラワット時でした。 この仮定を踏まえると、理論的には、世界中の適切な湖すべてに太陽光発電システムを設置すれば、ドイツの電力需要のほぼ 3 倍を賄うことができます。

基本的にはポテンシャルの方が大きいでしょう。 研究者自身は、水域の面積の10パーセントという最大制限は保守的に選択されたと書いています。 場合によっては、より大きな補償範囲が保証される場合があります。

研究は各国に分けて、地方の湖に浮かぶ水上太陽光発電システムで電力需要の平均16パーセントをまかなえるという結論に達した。 ただし、その値は国ごとに大きく異なります。 ドイツはわずか0.05％、フィンランドは17％だ。 パプアニューギニア、ルワンダ、エチオピアを含む5カ国は、国内水域で太陽光発電システムを完全に自国でまかなえる可能性がある。

しかし、環境への影響は不明です。 一部の湖では、水上に太陽光発電所を設置すれば、生態学的状況を直接改善できる可能性があると研究者らは強調している。 これは、たとえば、その日陰が過度の藻類の成長を防ぐ場合に当てはまります。 「しかし、さまざまな条件や場所の下で、浮遊パネルが自然湖の生態系にどのような影響を与える可能性があるのかは、まだ正確にはわかっていません」と研究著者のウールウェイ氏は言う。 しかし、潜在的なユーザーは明らかだと彼は説明し、次のように要求しています。「したがって、このテクノロジーを安全に使用できるように研究を進める必要があります。」