Drijvende zonne-energie is kostenconcurrerender dan PV op de grond in Zuid-Europa
Dec 02, 2022
De onderzoekers beoordeelden de economische levensvatbaarheid van drijvende zonnepanelen op utiliteitsschaal in Europa, stelden vast dat dergelijke projecten kostenconcurrerend zijn in verschillende Zuid-Europese landen en beweerden dat als de kapitaalkosten met 12 procent zouden worden verlaagd, het concurrentievermogen van drijvende PV zou zijn door heel Europa geduwd.
BayWar.e. drijvende fotovoltaïsche installatie in Nederland. Foto: BayWar.e.
Onderzoekers uit Italië en Spanje hebben het vermogen en het kostenpotentieel van drijvende fotovoltaïsche cellen (FPV) in geschikte waterlichamen in Europa geschat en vergeleken met fotovoltaïsche cellen op het land (LPV) bij de optimale helling.
Onderzoeker Leonardo Micheli vertelde PV magazine: "We hebben ook aangetoond dat FPV economisch concurrerend kan zijn met conventionele LPV in mediterrane landen, waar de zon hoger staat en de temperatuur hoger is. Als de kapitaalkosten echter met 12 procent worden verlaagd, wordt FPV kostenconcurrerend in alle gesimuleerde scenario's en landen."
De wetenschappers gebruikten voor Europa beschikbare wateroppervlaktegegevens uit de Global Reservoir and Dam Database (GRanD) om de potentieel geïnstalleerde FPV-capaciteit in Europa te schatten en beschouwden alleen reservoirs voor waterkracht, watervoorziening, irrigatie en overstromingsbeheersing. Ze simuleerden de stroomopwekking van enkelzijdige modules met behulp van het PVWatts DC-vermogensmodel met gegevens van de CAMS-bestralingsdienst in termen van uurlijkse bestraling.
Voor de FPV-toepassing hield het model rekening met scenario's met kantelhoeken van 10 en 20 graden en een albedo van 0,06. LPV werd verondersteld de optimale kantelhoek en een albedo van 0,25 te gebruiken. Beide simulaties gebruikten Trina Solar-modules met een rendement van 21,4 procent, omvormers met een rendement van 96 procent, DC-naar-AC-verliezen van 14 procent, alle modules op het zuiden en de levensduur van het PV-systeem was vastgesteld op 25 jaar. De levensduur van de PV-installatie is vastgesteld op 25 jaar. De wetenschappers haalden gegevens uit de IRENA Renewable Energy Cost Database om de kapitaaluitgaven en de jaarlijkse exploitatie- en onderhoudskosten (omex) voor verschillende locaties in Europa te berekenen.
De studie keek naar de prestaties van FPV's en LPV's in vier warmtescenario's en toonde aan dat FPV-systemen tussen 640 en 1688 kWh/kW/jaar konden halen, wat overeenkomt met capaciteitsfactoren van 7,3 procent tot 19,3 procent.
De onderzoekers zeiden: "Verrassend genoeg vindt de hogere stroomopwekking plaats in de meest zuidelijke landen, waar het zonnepotentieel hoger is vanwege beperkte hoek- en reflectieverliezen veroorzaakt door de lagere kantelhoek."
De slechtste prestaties doen zich voor in Scandinavië en de hooggebergtegebieden van Zwitserland, Oostenrijk en Italië, waar FPV's de hoogste elektrische prestaties leveren in de meest optimistische warmtewisselingsscenario's en twee procent meer elektriciteit opwekken dan LPV's.
In verschillende landen in dit scenario wekten FPV's met een helling van 20 graden ook meer elektriciteit op dan LPV's met de optimale helling, maar in andere configuraties en scenario's genereerden FPV's doorgaans minder elektriciteit dan LPV's, vooral bij een helling van 10 graden", aldus de onderzoekers. De resultaten benadrukken dat de kantelhoek een aanzienlijke invloed heeft op de energieconversie."
De studie schatte dat de waarde van elke extra graad kantelhoek in FPV-installaties varieerde van € 2,50 ($ 2,62)/kW tot € 7,50/kW.
Het concurrentievermogen van FPV's in termen van genivelleerde energiekosten (LCOE) hangt af van capex- en omex-overwegingen, gezien het verschil in opwekkingscapaciteit. De resultaten laten zien dat de LCOE van LPV's over het algemeen concurrerend is in alle scenario's in de meeste Europese landen, als de kosten voor rekken en installatie niet worden meegerekend. Als ook de kosten voor netaansluiting worden uitgesloten - bijvoorbeeld door bijmenging met waterkracht - zijn FPV's kostenconcurrerend in alle modelleringsscenario's in alle landen.
