U proteklom desetljeću svjetski solarni kapacitet snažno je porastao sa 70 MWp ukupne instalirane snage u 2015. na 1300 MWp u 2020. godini. Očekuje se da će to tržište rasti za više od 40 posto u ovom desetljeću te dosegnuti 24,5 milijardi dolara vrijednosti do 2031. godine.

'Plutajuća solarna energija nova je opcija obnovljive energije, ali ima ogroman potencijal na globalnoj razini', rekao je Thomas Reindl, zamjenik izvršnog direktora Instituta za istraživanje solarne energije u Singapuru (Seris), za BBC.

Pokrivanje samo 10 posto svih umjetnih rezervoara u svijetu plutajućim solarnim panelima rezultiralo bi, prema analizi koju je proveo Seri, instaliranim kapacitetom od 20 teravata (TW) – 20 puta više od današnjeg globalnog solarnog fotonaponskog kapaciteta.

Većina dosad instaliranih solarnih panela diljem svijeta smještena je na zemlji ili krovovima. Solarna tehnologija koja pluta na vodi nudi jedinstvenu prednost: ne zauzima kopnene površine koje se mogu iskoristiti za druge svrhe. To je izuzetno važno za zemlje koje se suočavaju s nedostatkom zemljišta.

Konvencionalne solarne farme često su na meti kritika upravo zbog površine terena koji zauzimaju – zemlje koja bi se mogla koristiti za uzgoj usjeva za prehranu rastuće svjetske populacije ili sadnju šuma koje apsorbiraju ugljik. Solarna energija, naime, zahtijeva ogromnu količinu prostora, najmanje 40-50 puta više od elektrana na ugljen i 90-100 puta više od plina.

Ekolozi također upozoravaju da solarne elektrane i vjetroelektrane na kopnu mogu imati štetan utjecaj na bioraznolikost.

Zbog toga zemlje poput Japana i Singapura, a koje oskudijevaju plodnim zemljištem i slobodnim parcelama za gradnju, ulažu velika sredstva u plutajuće solarne farme.

Ipak, trenutno pluta manje od jedan posto svjetskih solarnih elektrana, djelomično zbog tehničkih i financijskih ograničenja – voda uzrokuje koroziju, a postavljanje panela pod kutom je teško i skupo na plutajućoj platformi. Instalacije na slatkovodnim vodama također se suočavaju s protivnicima koji žele slobodne površine za druge aktivnosti, poput plivanja, vožnje čamcem ili ribolova.

Plutajuće solarne elektrane farme rješavaju još jedan problem koji muči konvencionalne solarne instalacije: neučinkovitost kada se solarni paneli pregriju. Zapravo, plutajući solarni paneli stvaraju dodatnu energiju zbog rashladnog učinka vode.

Solarni paneli proizvode električnu energiju koristeći svjetlost Sunca - ne njegovu toplinu. Ali kada postanu prevrući, njihova učinkovitost opada. To je zato što toplina pobuđuje elektrone panela, a to zauzvrat smanjuje napon i količinu proizvedene električne energije. Solarni fotonaponski paneli obično rade s maksimalnom učinkovitošću između 15 i 35 stupnjeva Celzija, ali se mogu zagrijati i do 65 stupnjeva Celzija.

'Voda pomaže učinkovitijem radu panela i povećava njihovu proizvodnju električne energije do 15 posto', tvrdi Nuno Correia s Instituta za znanost i inovacije u strojarstvu i industrijskom inženjerstvu u Portugalu, a koji je razvio plutajuću solarnu elektranu s panelima koji prate kretanje Sunca. Jedno takvo solarno postrojenje postavljeno je na jezeru Oostvoornse Meer u Nizozemskoj.

Dvostrani paneli koji prate Sunce povećavaju proizvodnju energije za 35 posto i smanjuju prosječnu cijenu električne energije za 16 posto u usporedbi s konvencionalnim sustavima, pokazuje istraživanje singapurskog Serisa.

Plutajuće solarne elektrane imaju ekološke prednosti i mane. Paneli štite vodu od pretjeranog zagrijavanja, što sprečava rast otrovnih cvjetova modrozelenih algi. Niže temperature znače i manje isparavanje vode, a to je posebno važno u sušnim područjima, u kojima je ona dragocjen resurs. Studija iz 2021. pokazala je da su plutajući solarni paneli na akumulaciji u Jordanu smanjili isparavanje za 42 posto, a proizvodili su 425 MWh električne energije godišnje.

Nedostatak je to što plutajuće elektrane smanjuju razdoblje stratifikacije vode. Sunce zagrijava površinu i stvara slojeve različitih temperatura. Bez toga dolazi do deoksigenacije (gubitka kisika) donjih slojeva vodenog stupca, što može dovesti do pomora riba.

'Plutajuća solarna elektrana ima korisne i štetne utjecaje na okoliš. Važno je zato da se pažljivo izvede i na pravom mjestu', ističe Alona Armstrong, viša predavačica o energiji i okolišu na Sveučilištu Lancaster.

Vodene solarne elektrane pokazale su se izuzetno korisnim u kombinaciji s drugim zelenim tehnologijama, pogotovo s hidroelektranama. U Africi sve veće suše ugrožavaju tamošnje akumulacije. Istraživanje je pokazalo da bi plutajući solarni paneli na samo jedan posto afričkih hidroenergetskih rezervoara mogli udvostručiti hidroenergetski kapacitet kontinenta i povećati proizvodnju električne energije iz brana za čak 58 posto.