Yüzer Güneş Panelleri Karbonsuzlaştırmaya Doğru Uygulanabilir Bir Yol mu?

Dekarbonizasyon - adından da anlaşılacağı üzere - atmosfere karbondioksit salınımının ortadan kaldırılmasına veya azaltılmasına işaret etmektedir. Amaç, geniş anlamda, düşük karbonlu enerji kaynaklarının kullanımına geçmektir. 

Şimdiye kadar hepimiz karbondioksiti neden azaltmamız ya da atmosferden uzaklaştırmamız gerektiğini biliyorduk. Neredeyse on yıl önce, dünya Paris AnlaşmasıKüresel ısınmanın sanayi öncesi seviyelerin 2 santigrat derece altında sınırlandırılmasını ve 2050 yılına kadar diğer hususların yanı sıra net karbon nötrlüğü sağlanarak 1,5 santigrat derece ile sınırlandırılması için samimi girişimlerde bulunulmasını savunmuştur. 

Karbonsuzlaştırma dünyanın geleceği için o kadar gerekli ve acil bir görev ki hükümetler, şirketler ve genel olarak sosyal topluluklar bunu hızlandırmanın yollarını bulmaya hevesli. Bununla birlikte, yeşil elektrik ve yeşil moleküllere dayanan alternatif enerji kaynaklarıyla desteklenen radikal olarak farklı enerji sistemleri gerektirmektedir. Yeni bir araştırma çalışması, karbonsuzlaştırmaya giden bir yol olarak yüzen güneş panellerinden yararlanma olasılığını ortaya koymuştur. Peki bu paneller uygulanabilir mi? Bir göz atalım. 

Düşük Karbonlu Yüzer Güneş Enerjisi Dizilerinin Konuşlandırılması İçin Küresel Potansiyel

Bangor ve Lancaster Üniversiteleri ile Birleşik Krallık Ekoloji ve Hidroloji Merkezi'nden araştırmacılardan oluşan bir ekip üretilebilecek güç miktarını hesaplamak ve yüzer güneş enerjisi dizileri yerleştirilerek sağlanır. Araştırmacılar özellikle, dünya çapında yaklaşık 68.000 göl ve rezervuarda yüzen fotovoltaiklerin günlük elektrik üretimini hesapladılar. 

Bir noktanın güneş teknolojisi kurulumu için en uygun yer olarak kabul edilebilmesi için nüfus merkezine en fazla 10 km uzaklıkta olması ve koruma altındaki bir bölgede yer almaması gerekmektedir. Ayrıca, göller ve rezervuarlar yılda altı aydan fazla kuru kalmamalı veya donmamalıdır. Bu göl ve rezervuarların yüzey alanının sadece 10%'si hesaplama için dikkate alınmıştır.

Tüm bu hususlara tabi olarak ve rakım, enlem ve mevsim faktörlerine bağlı olarak, bu göllerde FPV'den potansiyel yıllık elektrik üretimi 1302 terawatt saat (TWh), yani Birleşik Krallık'ın toplam yıllık elektrik talebinin yaklaşık dört katıdır.

Sonuçlar araştırmacıları daha derine inmeye ve bu yöntemin küresel olanaklarını incelemeye sevk etti. Ülke bazında, beş ülke tüm elektrik ihtiyacını FPV'den karşılayabilir. Bu beş ülke arasında Papua Yeni Gine, Etiyopya ve Ruanda yer alıyor. Bolivya ve Tonga gibi ülkeler ise taleplerinin 87% ve 92% gibi yüksek bir kısmını bu yolla karşılayabilir. 

Afrika, Karayipler, Güney Amerika ve Orta Asya'dan diğer bazı ülkeler, yıllık elektrik taleplerinin 40 ila 70%'sini FPV'leri kullanarak karşılayabilir. Finlandiya ve Danimarka gibi gelişmiş ülkeler bile yıllık taleplerinin sırasıyla 17% ve 7%'sini bu tür kaynaklardan karşılayabilir. 

FPV'ler karbondan arındırılmış elektrik üreterek su kıtlığını da azaltabilir. Nasıl mı? Bir sonraki bölümde çözümü kısaca inceleyeceğiz.

Güneş enerjisinin temiz enerjiden nasıl daha fazlası olduğunu öğrenmek için buraya tıklayın.

FPV'ler Su Kıtlığını Nasıl Azaltabilir?

Açıkça söylemek gerekirse, FPV'ler buharlaşma yoluyla su kaybını azaltarak su kıtlığını azaltabilir. Çok sayıda bilimsel çalışma, FPV sistemlerinin küresel rezervuarlardan ve göllerden buharlaşmayla su kaybını azaltarak su kıtlığını hafifletmek için en etkili stratejilerden biri olabileceği iddiasını desteklemektedir. FPV'lerin buharlaşarak su kaybını azaltmaya yardımcı olma şekli iki yönlüdür. 

İlk olarak, FPV'ler gölge sağlar ve su yüzeyi sıcaklığını düşürür. Bu tür bir gölgeleme, gizli ısı akışlarının ve buharlaşmanın temel etkenlerinden biri olan hava-su arayüzündeki buhar basıncı gradyanını bastırmaya yardımcı olur. 

Gölgeleme etkilerinin yanı sıra, FPV'ler rüzgar bariyeri görevi de görür. Rüzgar hızları buharlaşma oranlarıyla doğrudan ilişkilidir ve sönümlenmiş rüzgar hafifletici bir faktör olarak işlev görür. Bangor Üniversitesi'nden makalenin başyazarı Dr. Lastyn Woolway, FPV'nin faydaları hakkında konuşurken, şunları söyledi:

"FPV'nin yaygınlaştırılması için gerçekçi bir senaryo oluşturmak üzere belirlediğimiz kriterlere rağmen, özellikle güneş ışığı seviyesinin yüksek olduğu düşük gelirli ülkelerde ve aynı zamanda Kuzey Avrupa ülkelerinde de faydalar var. Seçtiğimiz kriterler, koruma altındaki bölgelerdeki göller gibi bariz istisnalara dayanıyordu, ancak aynı zamanda konuşlandırmanın maliyetini ve risklerini azaltabilecek şeylere de dayanıyordu."

Bu, ek faydalarla birlikte gelen karbonsuzlaştırmaya yönelik uygulanabilir bir yoldur. Bununla birlikte, diğer birçok strateji, genellikle fosil yakıtların kullanımı ve karbon üretimi ile ilişkili olan büyük endüstri alanlarının etkili bir şekilde karbonsuzlaştırılmasına yardımcı olabilir. Önümüzdeki bölümlerde, bu tür bazı endüstrileri tartışıyor ve olası karbonsuzlaştırma yollarını inceliyoruz.

Kimyasallar

Tahmine dayalı analitik, gelişmiş görselleştirme ve yapay zeka destekli enerji yönetimi araçlarının kullanımı, kimya endüstrisinin kaynak ve enerji verimliliğini artırmasına yardımcı olabilir. Bitkisel veya hayvansal yağlar, şeker, lignin, hemiselüloz, nişasta, mısır veya şeker gibi sürdürülebilir atık veya biyo-bazlı hammaddeleri giderek daha fazla kullanabilir. Bu sektörün karbonsuzlaştırma hedeflerine olumlu katkıda bulunması için bir başka potansiyel yol da polimerler, kauçuklar, piller, ambalaj malzemeleri, çözücüler, ısı transfer sıvıları ve yağlayıcılar gibi işlenmemiş malzemelerin üretiminden kaçınmak olabilir.

Petrol ve Gaz

Petrol ve Gaz işletmeleri başarılı bir şekilde karbonsuzlaşmak için ciddi adımlar atmalıdır. Bazı şirketler halihazırda yenilenebilir enerji kabiliyetlerini geliştirirken, diğerleri de düşük veya sıfır emisyonlu teklif portföylerini genişletmek için güneş enerjisi kurulumcuları veya elektrikli araç (EV) şarj istasyonları gibi yan sektörlerdeki şirketleri satın alıyor.

Ayrıca, karbondioksiti bir hammaddeye dönüştürme seçeneği de bulunmaktadır. Karbondioksitin hammadde olarak kullanılması potansiyel olarak milyarlarca dolar değerinde pazarlar yaratabilir. Örneğin, C2CNT gibi şirketler karbondioksiti doğrudan çelikten daha güçlü ve yüksek iletkenliğe sahip karbon nanotüplere dönüştürmek için erimiş elektroliz kullanıyor.

Enerji Hizmetleri ve Yenilenebilir Enerji

Bu sektör uzun süredir proaktif bir şekilde karbonsuzlaştırma ile ilgilenmektedir. Bununla birlikte, iyileştirme için alan bulunmaktadır. Sektör oyuncularının daha elverişli, kolaylaştırılmış ve etkili bir düzenleyici ortam için savunuculuk yapmaları gerekmektedir. 

Operasyonlarını sorunsuz, iyi koordine edilmiş ve optimize edilmiş hale getirmek için şirketler, yalın bir organizasyon yapısını güçlendiren dijital araçlara zamanında geçiş yapmalıdır. Ayrıca yeni büyüme stratejileri keşfetmeye de daha fazla ihtiyaç var. 

Madencilik ve Metal

Madencilik sektöründe şirketler emisyonlarını dengelemek için yenilenebilir enerji çalışmalarına yatırım yapıyor. Örneğin BHP, Avustralya'nın Queensland eyaletinde yeni güneş ve rüzgar çiftlikleri geliştirmek için bir anlaşma imzaladı ve böylece bölgedeki kömür operasyonlarını güneş enerjisiyle çalıştırabilecek ve ülkedeki dolaylı emisyonlarını beş yıl içinde 20% azaltabilecek. Madencilik şirketleri şu ana kadar operasyonel emisyonlarını kontrol altında tutmak için iyi bir konumdadır. Ancak, daha fazla endişe duymaları ve proaktif olmaları gereken konu değer zinciri emisyonlarıdır. 

Endüstri kesimleri ve hükümetler, özellikle karbon ayak izi bırakma konusunda çevre üzerindeki etkilerini sürekli olarak değerlendirirken, bireysel şirketler de yenilikçi çözümler üretiyor. Önümüzdeki birkaç bölümde bu şirketlerden birkaçını inceleyeceğiz. 

#1. Ciel & Terre Uluslararası

Kuruldu 2006 yılında fotovoltaik sistemlerin entegrasyonu konusunda uzman olarak kuruldu, Ciel & Terre Uluslararası 2011'den beri büyük ölçekli yüzer PV tesisleri geliştirmektedir. Şirket, Ondani Ike, Japonya, Changbin 3 ve 4, Tayvan, Tata Steel Jamshedpur, Hindistan, Montpezat, Fransa, Canoe Brook, ABD ve çok daha fazlası dahil olmak üzere dünyanın her yerinde yüzer PV'ler kurmuştur. 

Şirket, on yılı aşkın test ve saha deneyimine ve enerji santralleriyle 30 yılı aşkın yüzer güneş enerjisi üretimine sahiptir. Çalışmaları dünya çapında 280 yüzer güneş enerjisi projesini kapsamaktadır. 

Şirketin tüm faaliyetlerini ayrıntılı olarak ele almayacak olsak da, amiral gemisi ürünlerinden biri olan Hydrelio Air Optim'i inceleyeceğiz. Esnek bir yüzer güneş enerjisi sistemi olan bu ürün, şirketin orijinal sistemi olan ve 2010 yılında dünya çapında ortaya çıkan ilk patentli ve endüstriyel yüzer güneş enerjisi çözümü Hydrelio Classic'in geliştirilmiş halidir. Çözüm, 1625 pascal dinamik basınca eşdeğer olan 210 km/saat veya saatte 130 mil hıza kadar güçlü rüzgar koşullarına dayanabilmektedir. UV-stabilize teknolojisi 30 yıla kadar dayanıklılık süresine sahiptir. Dalga boyuna bağlı olarak 1 metreye kadar kıyı içi ve kıyıya yakın koşullara verimli bir şekilde uyum sağlayabilir. Ürün, korozyon direnci ve içme suyu uyumluluğu sağlamak için en iyi malzemelerle üretilmiştir. 

Ciel & Terre'nin ayrıca bir yan kuruluşu vardır Yüzen Güneş İngiltere. İngiltere'deki Hydrelio sistemini tedarik etmek içindir. Şirket tarafından yayınlanan rakamlara göre, Ciel & Terre bugüne kadar yaklaşık 740.000 ton karbondioksitin önlenmesine yardımcı olmuştur.

#2. Kyocera Global

Karbonsuzlaştırılmış bir toplum inşa etmek için olağanüstü çalışmalar yapan bir başka şirket de Kyocera Global. Yenilikçi ve çığır açan çözümlerinden biri de Kyocera Çalışanlarının konut çatılarına kurdukları FIT güneş panelleridir. Bu panellerden elde edilen fazla güç, Kyocera'nın sahip olduğu Kyocera FIT olmayan ve JEPX+ güneş enerjisi santrallerinden elde edilen güçle birlikte Digital Grid P2P platformuna aktarılmakta ve buradan da Kyocera Yokohama Nakayama tesisine fosil olmayan elektrik olarak aktarılmaktadır. 

Kyocera, yüzer güneş paneli çözümleri oluşturma konusunda test edilmiş bir oyuncu olmuştur. 2018 yılında Japonya'nın en büyük 13.7MW Yüzer Güneş Enerjisi Santrali. Chiba Eyaleti Su İşleri Bürosu tarafından endüstriyel kullanım için yönetilen bir rezervuarın yüzeyi üzerine inşa edilen bu tesis 180.000 m2 (44 dönümden fazla) yüzölçümüne sahiptir. 

50.904 Kyocera güneş modülü, yılda tahmini 16.170 megawatt saat (MWh) üretecek şekilde kuruldu; bu da yaklaşık 5.000 tipik haneye güç sağlayabilir. Enerji TEPCO Energy Partner, Incorporated'a satılmıştır. Proje ilk olarak, çevre üzerindeki yükünü azaltmaya yardımcı olacak şirketler arayan Chiba Eyaleti Kamu İşletmeleri Ajansı tarafından başlatıldı.

Bu santral faaliyete geçtiğinde Kyocera Solar TCL tesisi Japonya genelinde 60'tan fazla güneş enerjisi santrali inşa etmiş ve tarım arazileri yerine Japonya'nın tatlı su barajlarını ve rezervuarlarını kullanarak yedi yüzer güneş enerjisi santrali geliştirmişti. 

Mevcut en son verilere göreKyocera Global'in satış geliri 31 Aralık 2023 tarihinde sona eren dokuz aylık dönemde 1.492.672 milyon yen olarak gerçekleşti. 

Yüzen Güneş Panelleri ve Dekarbonizasyonun Geleceği

Dünya Bankası tarafından yayınlanan bir rapora göre yüzer güneş enerji̇ santralleri̇ kurmanin uygulanabi̇li̇rli̇ği̇ Hindistan'da büyük ölçekli uygulamanın önünde bazı engeller bulunmaktadır. Bu engeller küresel bir senaryo için de geçerlidir. Yüzen panellerden güneş enerjisi üretmek, yere monte edilen kurulumlardan daha maliyetli olabilir. Yüzer güneş enerjisi sahası için uygunluk kriterleri konusunda netlik eksikliği vardır. Bu tesislerin kurulmasına yardımcı olan ekipmanların üretim kapasitesi birçok durumda sınırlıdır. 

Dünya Bankası, sağlayıcıların benimsemeyi hızlandırıp en üst düzeye çıkarabilecekleri yolları da belirtmiştir. Ülkenin genel güneş enerjisi hedeflerini belirlemek için yüzer güneş enerjisi kapasitesine yönelik net hedefler belirlenmesini savunmuştur. 

Tartışmamıza başladığımız deneyde olduğu gibi, piyasaya olumlu bir sinyal vermek ve proje geliştirme sürecini kolaylaştırmak için yüzer güneş enerjisi projeleri için potansiyel sahalardan oluşan bir havuz oluşturulmasını tavsiye etti. 

Yakın gelecekte, FPV liderliğindeki güneş enerjisi üretimindeki büyüme, kaliteyi sağlamak için standart prosedürlere ve sertifikalara göre yüzer güneş enerjisi ekipmanı üretiminin teşvik edilmesini ve desteklenmesini gerektirecektir. Henüz gelişmekte olan bir alan olduğundan, bu tür projeler için güvenilir fizibilite araştırmaları yapabilecek kurumlara yatırım yapılması gerekecektir.

Yatırım yapılabilecek en iyi on güneş enerjisi hissesinin listesi için buraya tıklayın.