Flytende sol – lovende teknologi for fremtiden

Med en økende befolkning på kloden er behovet for ren, fornybar energi stadig voksende. Det er estimert at vann-, vind- og solenergi vil spille en ledende rolle frem mot 2040. For solenergi er fotovoltaiske systemer (solcellepaneler) mest utbredt, og disse konverterer sollys til elektrisitet ved hjelp av elektroniske komponenter.

De fleste er kjent med landbaserte solcellepaneler, enten på hustak eller i store solparker. Sammenlignet med disse, er flytende solcellepaneler et relativt nytt konsept. Flytende paneler kan ha økt energiproduksjon takket være kjøleeffekten fra vannet.

En typisk installasjon av flytende solcellepaneler består av flere nøkkelkomponenter som flyteelementer, fortøyninger, metalliske rammer, strømkabler og annen infrastruktur for å transportere strøm til land.

Utviklingen av flytende solcellesystemer har skutt fart de siste ti årene, og i dag finnes det mange ulike konsepter på markedet. Figur 1 viser fire eksempler fra kommersielle aktører. Blant disse har SolarDuck (a) og Oceans of Energy (b) sitt opphav i Nederland, mens Ocean Sun (c) og Moss Maritime (d) stammer fra Norge. Alle konseptene er modulbaserte, men de varierer i flytedesign, materialvalg for pontonger og forbindelser mellom modulene. Disse forskjellene gir ulike egenskaper i møte med bølger og vind. Foreløpig er det kun Oceans of Energy som har et pilotanlegg som opererer i et offshore miljø – på den nederlandske siden av Nordsjøen.

Figur 1 Illustrasjon av fire kommersielle flytende solkonsepter (a) SolarDuck (Katapult 2020) (b) Oceans of Energy (Ocean of Energy, 2019) (c) Ocean Sun (Vagle and Bjar, 2018) (d) Moss Maritime (Equinor, 2021)

I tillegg finnes det andre konsepter som fortsatt er på et tidlig stadium i teknologiutviklingen. Figur 2 viser et offshore-konsept som bruker halvsenkbare flåter og tauforbindelser i en flytende solpark. Tanken bak designet er at komponentene kan produseres, transporteres og installeres på en kostnadseffektiv måte. Samtidig skal de spesielle forbindelsene mellom modulene gi ekstra fleksibilitet, slik at de tåler store miljøbelastninger. Modellforsøk viser at en slik park kan følge bølgebevegelsene selv i ekstreme bølgehøyder på opptil 15 meter.

Sammenlignet med havvind er offshore flytende solcelleteknologi fortsatt relativt umoden. Mye forskning er nødvendig for å redusere utviklingskostnadene. Hvordan kan vi bruke resirkulerbare materialer i modulene? Hvordan kan vi dimensjonere komponentene i en flytende solpark på en pålitelig måte? Hvordan skal solcellepanelene fungere under varierende sol- og sjøforhold? Og hvordan kan vi sikre ubemannet drift og vedlikehold i krevende, norske farvann?

Disse spørsmålene krever svar, men vi har gode grunner til å tro at flytende solceller kan bidra til økt energiproduksjon og en grønn omstilling for Norge. Samtidig vil norske industripartnere kunne utvikle produkter som også vil være interessante for eksport.

Figur 2 Illustrasjon av et nytt konsept for flytende solproduksjon (a) Nøkkelkomponenter til en modul (b) Flere flåter med tauforbindelser i en sol park (Jiang et al., 2023)

Figur 3 Bildet fra slepetankstesten av en 1:60 nedskalert flytende solpark med 216 moduler. Testen hadde en bølgehøyde på 15 meter og ble utført av UP Madrid i 2021.

Referanser

Katapult, SolarDuck AiP and expansion to Japan, https://katapult.vc/ocean/solarduck-aip-and-expansion-to-japan/ (Accessed Dec-17, 2023).

Oceans of Energy, A world’s first: offshore floating solar farm installed at the Dutch North Sea, https://oceansofenergy.blue/a-worlds-first-offshore-floating-solar-farm-installed-at-the-dutch-north-sea/(Accessed Dec-17, 2023).

Vagle S, Bjar I, Offshore floating solar panel park - a concept, International Solar Day, Oslo, Norway.

Equinor ASA, Will test floating solar offFrøya, https://www.equinor.com/news/archive/20210114-test-offshore-solar (Accessed Dec-17, 2023).

Jiang Z, Dai J, Saettone S, Tørå G, He Z, Bashir M, Souto-Iglesias A. Design and model test of a soft-connected lattice-structured floating solar photovoltaic concept for harsh offshore conditions. Marine Structures. 2023;90:103426.