Har du hørt om flytende solcelleanlegg? De kan løse framtidens energibehov

Kort oppsummert

Flytende solcelleanlegg kan plasseres på havet uten å beslaglegge verdifullt landareal. De har potensial til å møte verdens økende energibehov og redusere avhengigheten av fossile brensler.
Kraftige bølger, vind og saltvann skaper utfordringer for utvikling av flytende solcelleanlegg. Numeriske simuleringer og eksperimenter i bølgetanker brukes for å designe robuste og økonomisk bærekraftige løsninger.
Jenish Baniya og hans team har utviklet et modulbasert solcellekonsept som tåler ekstreme maritime forhold. Det består av mykt sammenkoblede moduler som kan håndtere bølger opptil 15 meter.
Flytende solcelleanlegg kan spesielt gagne land med begrenset landareal. Med videre forskning og utvikling kan de bli en hjørnestein i overgangen til ren, fornybar energi.

Deler av denne oppsummeringen er laget ved hjelp av Sikt KI-chat. Teksten er kvalitetssikret av OsloMet.

I framtiden kan det bli en god løsning å plassere store, flytende solcelleanlegg ute på havet.
Ved å kombinere solenergi med havets enorme areal, kan vi bidra til å dekke verdens økende energibehov uten å beslaglegge verdifullt landareal.

Hvordan vi kan gjøre denne teknologien levedyktig i havets tøffe omgivelser, er et spørsmål som opptar Jenish Baniya, ph.d.-stipendiat ved OsloMet.

I en fersk studie tar han for seg et nytt konsept for modulbaserte, flytende solcelleanlegg utviklet spesielt for bruk på havet.

Hvorfor flytende solcelleanlegg?

Behovet for energi vokser raskt, drevet av befolkningsvekst, økonomisk utvikling og teknologiske framskritt.

Samtidig er det en utfordring å redusere avhengigheten av fossile brensler for å nå globale klimamål. Flytende solcelleanlegg kan være en del av løsningen, spesielt i områder der landareal er begrenset eller der det er ønskelig å bevare naturen på land.

– Det er to ting som gjør flytende solcelleanlegg ute på havet interessante, forklarer Jenish Baniya.

– Slike anlegg kan nemlig tenkes å dekke energibehovet til hele byer uten å beslaglegge verdifullt landareal.

Baniya legger til at havet har et stort potensial for effektiv arealutnyttelse, samtidig som kjøleeffekten fra vannet kan øke solcelleeffektiviteten.

– Dessuten er systemet bygd opp av flere sammenkoblede moduler, og er mer komplekst enn enkle marine konstruksjoner.

Det gjør systemet mer dynamisk, ettersom modulene må fungere sammen som en enhet, samtidig som det gjør det lettere å møte utfordringene fra tøffe miljøforhold som bølger, vind og strømmer.

Dette krever dyp forståelse av hvordan de ulike delene av systemet påvirker hverandre, og hvordan de samlet sett kan designes for å være robuste, effektive og bærekraftige.

Mange utfordringer til havs

Selv om potensialet er stort, er det mange utfordringer i å utvikle og tilpasse flytende solcelleanlegg for bruk på havet.

Havområder er preget av ekstreme forhold med kraftige bølger, sterk vind og saltvann som kan slite på materialene.

– Vi vet fremdeles ikke nok om hvordan bølger påvirker store systemer av sammenkoblede moduler, forklarer Baniya.

– Dette gjør det utfordrende å designe løsninger som både er robuste og økonomisk bærekraftige.

En annen utfordring er simulering og testing av slike komplekse systemer. Ifølge Baniya krever numeriske modeller (se faktaboks) stor datakapasitet og nøye kalibrering mot eksperimentelle tester.

Det betyr at det blir sammenlignet med data fra ekte tester i kontrollerte omgivelser, som for eksempel bølgetanker. Dette blir gjort for å sikre at modellene gir realistiske og nøyaktige resultater.

– Det må være en balanse. Vi kan ikke bare bruke avanserte simuleringer. Løsningen må være praktisk og overkommelig for industrien.

En innovativ løsning

Den nye løsningen som Baniya og hans team har utviklet, er basert på modulbaserte, mykt sammenkoblede flytende strukturer. Dette designet lar anlegget følge bølgebevegelsene uten å bli utsatt for svært store påkjenninger.

– I motsetning til eksisterende kommersielle løsninger, som ofte er plassert i rolige kystområder, har vi designet systemet vårt for å tåle ekstreme forhold i havområder som Nordsjøen, sier Baniya.

Studien kombinerer numeriske simuleringer med eksperimenter utført i bølgetanker, noe som gir verdifull innsikt i hvordan fortøyningssystemer og modulkoblinger påvirker stabiliteten til anlegget.

Resultatene viser at konseptet kan håndtere bølger opp til 15 meter, samtidig som det reduserer belastningene på fortøyningssystemene.

Det blir nå gjennomført nye tester i Singapore, hvor Baniya har forskningsopphold.

En nøkkel til å løse verdens energibehov

– De landene som kan dra mest nytte av dette, er øynasjoner og utviklingsland med begrenset landareal og raskt voksende energibehov, sier Baniya.

Han understreker også at Norge, til tross for mindre behov for solenergi nasjonalt, kan spille en viktig rolle i å utvikle teknologien, og eksportere løsninger til andre land.

Framtiden for solenergi til havs

Flytende solcelleanlegg er fortsatt i en tidlig fase, men etter hvert som teknologien utvikles, kan de bli en hjørnestein i den globale overgangen til fornybar energi.

Baniya tror at kan det hende at vi får se store offshore solcelleanlegg i løpet av de neste fem til ti årene.

– Vi er ikke helt der ennå, men vi nærmer oss. Med ytterligere forskning og utvikling kan vi skape systemer som ikke bare er trygge, men også økonomisk levedyktige, sier han.

Baniya og hans medforskere sitt arbeid bidrar ikke bare til en bedre forståelse av hvordan slike systemer fungerer, men legger også grunnlaget for å utvikle kostnadseffektive og bærekraftige løsninger.

Som Baniya sier det:

– Denne teknologien gir en utrolig mulighet til å redusere karbonutslipp, møte det økende energibehovet og bidra til overgangen til en renere, fornybar energiframtid. Det er en løsning det er verdt å investere i.