De toekomst van drijvende zonnetechnologie en de impact ervan op hernieuwbare energie

Terwijl de mondiale vraag naar hernieuwbare energie blijft stijgen, veranderen innovatieve technologieën de manier waarop we natuurlijke hulpbronnen benutten voor duurzame energieproductie. Eén van die baanbrekende innovaties is de ‘floating solar technology’, die naar voren is gekomen als een veelbelovend alternatief voor traditionele zonne-energie-installaties. Door zonnepanelen in te zetten op waterlichamen zoals reservoirs, meren of zelfs kustgebieden, biedt drijvende zonne-energie een aanzienlijk potentieel om een ​​revolutie in het energielandschap teweeg te brengen.

Ook bekend als drijvende fotovoltaïsche zonne-energie (FPV), drijvende zonne-energietechnologieën, hetgeen omvat het installeren van zonnepanelen op platforms die op het oppervlak van waterlichamen drijven. Deze innovatieve aanpak overwint de ruimtebeperkingen van zonneparken op het land en opent enorme onaangeboorde gebieden voor de productie van hernieuwbare energie. Volgens recente studies hebben drijvende zonne-energie-installaties het potentieel om wereldwijd maar liefst 400 GW aan energie op te wekken (zonder kustgebieden), wat een aanzienlijke bijdrage levert aan de transitie naar schone energie. In kustgebieden zal deze capaciteit op zijn minst verdrievoudigd worden. Drijvende zonne-energie gaat een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Sommige scenario's voorspellen een piek van 200 gigawatt (GWp) aan zonne-energie in Nederland in 2050, waarvan 25 GWp op de binnenwateren en 45 GWp op zee. Het kennisniveau is nog steeds onvoldoende. Bijvoorbeeld over de invloed van wind en golven op zonnepanelen en de levensduur van drijvende zonne-energiesystemen. TNO doet daarom volop onderzoek dat past bij de missie om zonne-energie toepasbaar te maken op verschillende soorten ondergrond.

In de Noordzee is een groot gebied bestemd voor duurzame energie op zee. In eerste instantie voor windenergie, maar er is voldoende ruimte tussen de windturbines om ook zonne-energie op te wekken. TNO werkt mee aan verschillende projecten die zich richten op het realiseren van robuuste offshore drijvende zonne-energiesystemen met hoge opbrengsten en lange levensduur tegen acceptabele kosten. Daarnaast ontwikkelt TNO standaarden voor het monitoren van pilotprojecten op het gebied van zonne-energie op zee. Offshore zonne-energie op de Noordzee krijgt steeds meer aandacht. Er zijn inmiddels diverse pilots en demonstratieprojecten in ontwikkeling. Het is van cruciaal belang dat we deze pilots en demonstratieprojecten in Nederland gebruiken om onze kennis over offshore zonne-energie op te bouwen. TNO is nauw betrokken bij: een demonstratieproject op de locatie CrossWind HKN, het demonstratieproject Oceans of Energy-Merganser op het OTS-terrein, met SolarDuck en het pilotproject Solar@Sea III op het OTS-terrein met Bluewater Energy Services.

Om hoogwaardige systematische kennis over prestatie en betrouwbaarheid op te bouwen, streeft TNO ernaar om bij al deze projecten dezelfde monitoringaanpak te hanteren. Het is belangrijk om de volgende aspecten van de systemen te monitoren:

Mechanisch gedrag van het systeem en de mechanische spanningen en spanningen die de componenten zoals de PV-panelen ondervinden;

Elektrische prestaties van het PV-systeem, de vermogensopbrengst als functioneel resultaat van instraling, temperaturen en systeembewegingen;

Visuele parameters zoals vervuiling.

TNO streeft ernaar deze gegevens op een gestandaardiseerde manier te verzamelen, met behulp van offshore-compatibele meetmethodieken en sensoren. Analyse van dergelijke gegevens zal leiden tot een beter begrip van de systematische prestatieaspecten die onafhankelijk zijn van de precieze ontwerpkeuzes voor de systemen.

Koolstofvoetafdruk drijvende zonne-energie

Belangrijkste voordelen en potentieel:

Efficiënt landgebruik: Door gebruik te maken van waterlichamen vermindert FPV de behoefte aan waardevolle landbronnen, die in plaats daarvan kunnen worden gebruikt voor landbouw-, infrastructuur- of natuurbehoud doeleinden.

Hoger rendement: Het koeleffect van water verbetert de prestaties van zonnepanelen, wat leidt tot een tot 10% hoger rendement vergeleken met op de grond gemonteerde systemen.

Verminderde waterverdamping: Drijvende zonne-energie-installaties bieden schaduw aan waterlichamen, waardoor de verdamping wordt geminimaliseerd, een cruciaal voordeel in gebieden die gevoelig zijn voor waterschaarste.

De drijvende zonne-energie-industrie is momenteel een van de snelst groeiende sectoren, met een CAGR (samengesteld jaarlijks groeipercentage) variërend van 22,5% tot 33,7% (afhankelijk van verschillende bronnen).

De impact van drijvende zonne-energie op de toekomst van de energieproductie

Drijvende zonnetechnologie zal een cruciale rol spelen bij het vormgeven van de toekomst van de energieproductie en een schoner, efficiënter en duurzamer alternatief bieden voor fossiele brandstoffen. Terwijl de mondiale energiebehoeften blijven stijgen, vooral in stedelijke kustgebieden en industriële regio's, bieden FPV-systemen een oplossing die:

-              De capaciteit voor hernieuwbare energie vergroot: door waterlichamen te gebruiken voor zonne-installaties kunnen landen hun opwekking van hernieuwbare energie aanzienlijk uitbreiden zonder te concurreren om land.

-              Energietransities ondersteunt in dichtbevolkte kustgebieden: drijvende zonne-energie kan kuststeden, havens en industriële gebieden van stroom voorzien, waar de ruimte voor traditionele zonneparken beperkt is.

-              De energiezekerheid verbetert: met drijvende zonne-energie kunnen landen hun energiemix diversifiëren, waardoor de afhankelijkheid van geïmporteerde fossiele brandstoffen wordt verminderd en de energiezekerheid wordt vergroot.

Het opnemen van drijvende zonne-energie in nationale energiestrategieën zou landen ook kunnen helpen hun klimaatdoelen te bereiken. De Europese Unie heeft bijvoorbeeld ambitieuze doelen gesteld voor het terugdringen van de CO2-uitstoot, en drijvende zonne-energie kan aanzienlijk bijdragen aan het bereiken van deze doelen.

Uitdagingen en toekomstperspectieven

Ondanks het veelbelovende potentieel wordt de drijvende zonnetechnologie nog steeds geconfronteerd met uitdagingen die moeten worden aangepakt voor een bredere toepassing:

- Hoge initiële kosten: hoewel de prijzen de afgelopen jaren zijn gedaald, zijn FPV-systemen nog steeds duurder om te installeren dan traditionele zonne-energie vanwege de behoefte aan gespecialiseerde drijvende platforms en verankeringssystemen.

- Milieu-impact: er moet zorgvuldig rekening worden gehouden met de ecologische impact van drijvende zonne-energie-installaties op aquatische ecosystemen. Een goede planning en milieubeoordelingen zijn essentieel om verstoring van de lokale fauna en waterkwaliteit te voorkomen.

- Technologische vooruitgang: voortdurende innovatie is nodig om de duurzaamheid van drijvende zonneplatforms te verbeteren, vooral in maritieme omgevingen met zware omstandigheden.

Naarmate de sector zich blijft ontwikkelen, zullen de kosten naar verwachting dalen, en ondersteunend overheidsbeleid kan een bredere acceptatie stimuleren.

Samenvattend: drijvende zonnetechnologie heeft het potentieel om de toekomst van de energieproductie aanzienlijk te hervormen en een schaalbare en duurzame oplossing te bieden voor de groeiende vraag naar hernieuwbare energie. Door gebruik te maken van de enorme oppervlakten van waterlichamen, kan drijvende zonne-energie helpen de landbeperkingen te overwinnen waarmee traditionele zonneparken worden geconfronteerd, terwijl ze ook een hogere efficiëntie bieden en de gevolgen voor het milieu, zoals waterverdamping, verminderen.

De DIA Groep – omdat dingen beter kunnen. Efficiënter, milieuvriendelijker, energiezuiniger, robuuster, goedkoper, slimmer, comfortabeler, duurzamer en toekomstbestendiger.