台湾の海洋太陽光発電所が陸上太陽光発電の性能を上回る

海洋は、世界で急速に拡大する太陽エネルギー産業にとって次のフロンティアとなる可能性があります。それは、台湾沖の水上太陽光発電所が近くの陸上の太陽光発電所よりも多くの電力を生産し、より多くの利益を生み出すことを示す研究結果だ。

台湾はオランダとほぼ同じ面積ですが、ほとんどが山地で人口は500万人より多く、開けた場所はほとんどありません。潜在的な解決策として、Chenya Energy は 2020 年から 2021 年にかけて、台湾西部の工業団地の保護湾内の 1.8 平方キロメートルの水域に、「プラトン発電」とも呼ばれる 181 メガワットの水上太陽光発電 (OFPV) プロジェクトを建設しました。

1年前、台湾電力会社は湾近くの1.4平方キロメートルのエリアに100MWの陸上太陽光発電（LPV）プロジェクトを建設しており、研究者らが水上太陽光発電施設の追加容量81MWを除外すると理想的な比較となる。

水上太陽光発電は、陸上太陽光発電よりもポンド当たり12パーセント多くの電力を生成することが判明した。運用コストとメンテナンスコストは若干高くなりますが、陸上太陽光発電の純利益は 8% であるのに対し、11% です。

「海上や水上に太陽光発電システムを設置することは、陸上に太陽光発電システムを設置するよりも難しいです」とチームメンバーである国立台北理工大学のチンフェン・チェン氏は言う。しかし、「二酸化炭素削減、排出量削減という点では、OFPV は LPV よりもはるかに優れています。」

1,100 を超える水上太陽光発電システムが湖や貯水池に建設されており、そのほとんどは中国やその他の人口密度の高いアジア諸国にあります。

主な魅力は、農業や開発のために土地を奪わないことですが、この数字はサイトによって大きく異なりますが、陸上システムよりも最大 20% 多くの電力を生成することもできます。性能が向上したのは、気温が上昇するとソーラーパネルの効率が低下することと、一般的に水上では陸上よりも条件が2〜3℃低いためです。大きな水域に吹く強い風も、この冷却効果に寄与します。

「主な敵は暑さです」とチェン氏は言います。

湖や貯水池よりも温度がさらに低い海洋に浮かぶ太陽電池は、さらに多くの電力を生成できます。しかし、構築するのはさらに難しく、少数のプロジェクトしかデプロイされていません。最大のものは中国にあり、山東省沖の浅海にある1ギガワットのシステムです。

ソーラーパネルのフレームがブイに取り付けられ、海底に固定されます。台湾の浮かぶ太陽は、潮が引くと海底に直接置かれます。

チェン氏によると、システムは湿気、さび、塩分、波に耐える必要があるため、海上では一般に設置コストが陸上よりも約30％高くなることが予想されるという。

塩分や鳥の糞も蓄積します。台湾のプロジェクト作業員は、通路からパネルをこすり落としたり、ジェットスキーで流木や瓦礫がないかパトロールしたりしなければならない。しかし、発電量の増加により、プロジェクトの全期間にわたってこれらのコストが相殺されます。

チェン氏の研究は、波や嵐による長期にわたる損耗については触れていない。洋上風力発電所では、風が吹いていないときに水上太陽光発電を利用して発電することを検討しているため、これはより大きな要因になる可能性があります。昨年発表された研究結果によると、適格海面の1%をカバーする風力と太陽光を合わせると、2050年の世界の電力需要のほぼ30%を供給できる可能性がある。

ドイツとオランダの企業は、オランダ沖約12キロメートルで2つの太陽光発電プロジェクトを試験しており、そのうちの1つは2019年以来、最大10メートルの波にも耐えた。しかし昨年、シェルとエネコは、オランダの沖合にある別の浮体式太陽光発電システム（ホランセ・クスト・ノール洋上風力発電所に設置されているもの）を、電気接続不良または修理のため撤去した。

もう1つの懸念は、浮遊PVが水柱を遮り、風の混合を減らすことで、植物プランクトンや藻類などの水生生物が利用できる酸素と光が減少する可能性があることです。

オランダのHZ応用科学大学のヴィンセント・バックス氏は、「海岸から遠ざかると、おそらく波や気象条件などがより問題になるだろうが、海岸に近づくほど生物多様性にとって好ましくなくなるだろう」と話す。

しかし、人間の活動への影響が地上の太陽エネルギーよりも小さいことを考えると、「この技術には間違いなく可能性があります」と彼は言う。

洋上太陽光発電は技術的に難しいため、台湾、日本、インドネシア、カリブ海など、洋上風力発電があまりない日当たりの良い島々で主に拡大されるだろうとチェン氏は考えている。

「場所は非常に重要です」と彼は言います。