Solární elektrárny jsou sice šetrným zdrojem energie, jenže potřebují prostor. Proto se hledají další možnosti, kam je umístit. Kromě střech přicházejí na řadu i již nevyužívané nemovitosti − takzvané „brownfieldy“. Jenže elektrárnu lze vybudovat i na vodě. Zábory zemědělské půdy nesou s nelibostí odborníci i laická veřejnost. Z toho důvodu se stále více zemí snaží využívat pro instalaci fotovoltaických panelů jiné plochy, včetně těch vodních. Panely se montují na konstrukce, které mají konkrétně u vodních zdrojů velkou výhodu − nejedná se totiž o pevnou stavbu. I demontáž takového energického zařízení je pak z toho důvodu snazší.
Pokrytí vodních ploch fotovoltaickými panely přináší hned několik benefitů. V létě mohou bránit přílišnému odpařování vody, plovoucí konstrukce má také ochlazující efekt. Je-li v plánu například využití zatopených uhelných dolů, pak je velikou výhodou i blízkost infrastruktury. Plusů je ale možné najít ještě více. Jedním z nich je i neustálý pohyb plovoucích fotovoltaických elektráren.
Odborné studie, například od Světové banky, došly k závěru, že plovoucí fotovoltaická elektrárna vyrobí víc energie než ta klasická, umístěná na střeše. Energetický zisk lze navýšit i tím, že se celá plovoucí plošina bude otáčet kolem svislé osy a bude tak déle vystavena slunečnímu záření.
2014
Od tohoto roku se japonská společnost Kyocera zabývá vývojem plovoucích fotovoltaických elektráren. K instalaci panelů využívá plochy vodních nádrží, které primárně slouží k zemědělským a protipovodňovým účelům. Elektrárny o výkonu 1,7 megawattu a 1,2 megawattu fungují od roku 2015.
Jezera místo lomů
Ve světě lze najít mnoho příkladů již existujících plovoucích elektráren, řada dalších projektů je rozpracovaných. V Česku se zatím nestavěly, ale v poslední době je to otázka aktuální, protože zatopením dnešních hnědouhelných lomů vzniknou velká jezera. Tam by bylo možné plovoucí elektrárny umístit, zabraly by jen malé procento celkové plochy jezer a s výhodou by využily blízké infrastruktury pro napojení do sítí. Uvažuje se také o využití odkališť po těžební společnosti OKD na Karvinsku.
Budou plovoucí elektrárny dražší z hlediska pořízení? Podle Jiřího Gavora, výkonného ředitele Asociace nezávislých dodavatelů energií, to není nejdůležitější: „Investiční náklady na plovoucí elektrárnu jsou samozřejmě o něco vyšší, nicméně mají i několik výhod. Především v hustě zalidněných oblastech šetří požadavky na zastavěnou plochu na souši. A nezapomínejme ani na fyzikální hledisko. Vodní plocha představuje přirozené chlazení fotovoltaických panelů, a to zvyšuje jejich energetickou účinnost.“
Podle Gavora přitom nemusí být problém ve výstavbě samotných plovoucích elektráren, ale spíš v přípravě vodní hladiny. „Plovoucí výstavba už je ve světě ověřena − většinou v přímořských oblastech. Náklady jsou sice vyšší, ale zase má větší výkon. Vytvoření stabilních vodních hladin však bude dlouhodobý a nákladný proces.“ Připomíná také, že rozsáhlejší využití lokalit po těžbě pro vybudování alternativních energických vodních zdrojů je v českých poměrech zatím během na dlouhou trať.
S tímto názorem souhlasí také Jan Krčmář, předseda představenstva Solární asociace. „Vyšší vstupní náklady jsou kompenzovány vyšší výrobou elektřiny díky chladicímu efektu vodní hladiny,“ Určitě by podle něj byla pro tyto projekty vhodná speciální podpora z Modernizačního fondu nebo vypisování speciálních aukcí na tento typ elektráren.
Jezera, která vznikla po vytěžení hnědouhelných lomů Milada a Most, už na mapě České republiky najdeme. Stejně tak mohou postupně vznikat další. Například lom ČSA ukončí těžbu již v roce 2024, následovat by mohla Bílina, Tušimice a Vršany. Pokud by se jen desetina plochy jezera po velkolomu ČSA využila pro instalaci plovoucí solární elektrárny, bude mít výkon přes 30 megawattů.
Záměr zatopit lomy vodou schválila už v minulosti česká vláda. Je ovšem zřejmé, že to bude možné uskutečnit až za řadu let. Napouštění jezer je dlouhodobá záležitost, někdy trvá i desetiletí. Jde také o to, v jaké nadmořské výšce bude ustanovena hladina jezera. Pokud by měla být jednotlivá jezera propojena, pak by musela být hladina výše než při zatopení jednotlivých vodních děl. To znamená, že i potřeba akumulované vody by byla výrazně vyšší.
Kdyby se uskutečnily projekty na energetické využití vodních ploch na místě povrchových hnědouhelných dolů, snížilo by to vhodným způsobem negativní následky hornické činnosti, především v Ústeckém kraji. Jezera by sloužila nejen rekreaci, jak je tomu dosud, ale také výrobě zelené energie. Ministerstvo průmyslu a obchodu zadalo Palivovému kombinátu Ústí, aby zpracoval studii proveditelnosti s tím, že všechna jezera budou průtočná. V nejbližší budoucnosti by se mohlo propojit stávající jezero Milada a Most s jezerem na místě lomu ČSA.
Ambiciózní projekty
„Postavit plovoucí fotovoltaickou elektrárnu znamená, že jako firma a investor se nesmíte bát toho, že budete první v Česku, a tu cestičku pro ostatní prošlapete,“ říká Krčmář. „To znamená, že oslovíte všechny instituce, které třeba ani nikdy o takové instalaci neslyšely. Musíte je přesvědčit, protlačit to, dojít si pro ‚best practices‘ (ověřený postup, který je lepší než jakékoliv alternativy − pozn. red.) do zahraničí.“
Již loni v květnu zveřejnil severočeský podnikatel Martin Hausenblas spolu s dalšími partnery záměr, že chce postavit plovoucí solární elektrárny na místě vytěžených uhelných dolů, kde se počítá s vytvořením velkých jezer. „Plovoucí fotovoltaika je o 36 procent účinnější,“ řekl pro Seznam Zprávy. Kvůli plovákům jsou tyto elektrárny zhruba o dvacet procent dražší než klasické, ale plovoucí ostrovy mohou fungovat také jako nástroj při boji se suchem, protože zabraňují odpařování vody. V severních a západních Čechách, v místech, kde stojí řada elektráren, by se pak výhodně využila již vybudovaná infrastruktura. Další synergií je možnost výroby vodíku ve velkém měřítku.
V letošním roce záměr vybudovat v Česku první plovoucí elektrárnu o výkonu jednoho megawattu zveřejnila skupina Sev.en Energy, spojená se jménem Pavla Tykače. Měla by vzniknout na budoucím jezeře Marcela na rekultivované výsypce poblíž dosud činného velkolomu ČSA.
Pilotní projekt pod názvem Life Watersolar připravila Sev.en Energy ve spolupráci s Univerzitou J. E. Purkyně a státním Palivovým kombinátem Ústí (PKÚ). Plovoucí elektrárna složená ze tří tisíc panelů bude doplněna výrobnou vodíku o výkonu 525 kilowattů. Vodíkový elektrolyzér má sloužit ke zpracování solární elektřiny v době, kdy je jí při příznivých klimatických podmínkách na trhu přebytek a její cena klesá k nule. Náklady na celý systém by měly dosáhnout 215 milionů korun, část by měla pokrýt dotace z evropského programu Life. Záměrem pro vybudování této elektrárny je zejména to, aby od roku 2028 bylo možné zhodnotit zkušenosti z její výstavby a provozu. Sev.en chce výsledky zužitkovat v budoucích větších projektech.
Sev.en Energy totiž plánuje kompletní transformaci území, a to v projektu Green Mine, který se uchází o veřejnou podporu z Fondu pro spravedlivou transformaci a Modernizačního fondu. Budoucnost regionu staví Sev.en Energy na bezemisní výrobě energie, plovoucí elektrárna bude prvním krokem. Součástí projektu je také akumulace energie, bateriové úložiště a přečerpávací elektrárna. „Oproti jiným podobným projektům ten náš sází především na vodík. Výroba zeleného vodíku je pro nás v bezemisní energetice prioritou,“ prohlásil generální ředitel těžebních společností Sev.en Energy Petr Lenc.
O plovoucích solárech se uvažuje také na Karvinsku. „Prověřujeme možnosti takového projektu na odkališti po OKD, uvedl Petr Birklen ze společnosti Moravskoslezské investice a development, která patří Moravskoslezskému kraji.
Ve světě již plavou
Světová banka odhaduje, že u některých velkých hydroelektráren by pokrytí pouze tří až čtyř procent plochy jejich nádrží fotovoltaickými panely mohlo zdvojnásobit celkovou výrobní kapacitu elektrárny. Vytváření takových hybridních systémů, kde se oba zdroje vhodně doplňují, přináší řadu výhod včetně například snadného napojení na už existující síť vysokého napětí. To umožní částečně eliminovat vyšší náklady spojené s výstavbou plovoucích systémů.
Na světě bylo ke konci roku 2019 v provozu přes 340 plovoucích elektráren o výrobní kapacitě téměř tři gigawatty v přibližně 40 zemích a stále jich přibývá. Často jde o pilotní projekty, následované pak již standardními instalacemi. V Evropě byl například hybridní systém s přehradou a solární farmou vyzkoušen v rámci pilotního projektu v Portugalsku na řece Rabagão. Systém tvoří až 840 solárních panelů o rozloze 2500 metrů čtverečních a jeho výkon se pohybuje kolem 300 megawattů. Energetická společnost EDP plánuje v dohledné době spustit hybridní systém s 11 tisíci solárními panely na hydroelektrárně Alqueva.
Vůbec první solární fotovoltaická plovoucí elektrárna v Evropě O’MEGA1 má výkon 17 megawattů a nachází se v jižní Francii mezi městy Orange a Avignon.
V Nizozemsku byla počátkem minulého roku spuštěna tamní největší plovoucí solární elektrárna o instalovaném výkonu 14,5 megawattu. Tvoří ji 73 tisíc fotovoltaických modulů s kapacitou 27,4 megawattu. Stavba trvala pouhých sedm týdnů. Solární farma se nachází v blízkosti města Zwolle. Jedná se již o třetí podobný projekt společnosti BayWa na území Nizozemska. Celkově zde chce společnost instalovat plovoucí elektrárny dosahující výkonu až 100 megawattů.
Německo má největší potenciál rozvoje plovoucích elektráren v oblastech plánovaných umělých jezer v povrchových hnědouhelných revírech ve středu země a v oblastech u hranic s Polskem.
Plovoucí solární elektrárna se začíná vyrábět také v Albánii. Evropský výrobce obnovitelné energie Statkraft ve spolupráci s norským dodavatelem Ocean Sun již zahájil její komerční provoz. Většina plovoucích elektráren se ovšem nachází v Asii, kde vznikají především na energetických a zavlažovacích vodních dílech. Největší hybridní solární projekt spojený s vodní elektrárnou na světě se staví na přehradě Sirindhorn v Thajsku, která funguje už od roku 1971 jako hydroelektrárna (36 megawattů) a zásobárna zavlažovací vody. Instalovaný výkon plovoucích panelů bude 45 megawattů a uvedení do provozu se očekává letos v prosinci.
Plovoucí solární projekt ohlásila také indonéská společnost PLN, indická společnost National Hydroelectric Power Corporation a další. Ve Vietnamu již probíhají výběrová řízení na plovoucí elektrárny o celkové kapacitě až 400 megawattů. Velké plány na výstavbu vodní fotovoltaiky má Jižní Korea.
Stáhněte si přílohu v PDF
Co chybí v Česku?
Zatímco dříve jsme vídali velké množství střech se solárními panely především za našimi hranicemi ve směru na západ a na jih, v současnosti už bývají zdrojem alternativní energie i u českých domů. Jsou to ovšem malé instalace, které jsou zároveň dotované − například ze Zelené úsporám − a k rozšíření instalovaného výkonu fotovoltaických elektráren v ČR moc nepřispívají. Novým impulzem mohou být jen velké solární elektrárny na velkých plochách.
Jan Krčmář, předseda Solární asociace, soudí, že ve fotovoltaice, ani v té klasické, za poslední léta nenastal větší posun. „Deset let jsme v Česku nepostavili žádnou instalaci mimo střechu, navíc třeba plovoucí fotovoltaiky jsou velmi specifické. Myslím si, že nejdřív musíme nastartovat opět výstavbu normálních pozemních elektráren, než dojde na takové typy, jako je floating nebo agrivoltaika.“ Připomíná také, že drtivá většina investorů čekala až do září letošního roku, zda stát úplně zničí solární sektor tím, že by zkrátil provozní podporu pro stávající fotovoltaické elektrárny, což by znejistilo investory a banky. Nyní je ovšem novela zákona o podporovaných zdrojích schválená, situace se zklidnila a firmy se zase rozhlížejí, kde a jak do těchto zdrojů investovat.
Článek byl publikován ve speciální příloze HN Magazín Energie.
