พลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำนอกชายฝั่ง

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำที่ติดตั้งในทะเลสงบของเส้นศูนย์สูตรสามารถให้พลังงานได้อย่างไม่จำกัดแก่ภูมิภาคที่มีประชากรในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และแอฟริกาตะวันตก รายงานล่าสุดโดยสมาคมพลังงานแสงอาทิตย์ระหว่างประเทศระบุว่าในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา อินโดนีเซียมีพื้นที่ทะเลประมาณ 140,000 ตารางกิโลเมตรที่ไม่เคยเจอคลื่นสูงเกิน 4 เมตร และไม่มีลมแรงเกิน 10 เมตรต่อครั้ง ที่สอง. พื้นที่ทะเลนี้เพียงพอสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบลอยตัวเพื่อผลิตไฟฟ้าประมาณ 35,000 TWhสามเมืองต่อปี ซึ่งเกินกว่ากำลังการผลิตไฟฟ้ารวมในปัจจุบันของแหล่งพลังงานต่างๆ ในโลก

ในขณะที่มหาสมุทรส่วนใหญ่ของโลกประสบกับพายุ พื้นที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรบางแห่งมีสภาพทะเลที่เอื้ออำนวย ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องมีวิศวกรรมที่ครอบคลุมและมีราคาแพงเพื่อปกป้องระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ลอยอยู่ในทะเล แผนที่ความร้อนความละเอียดสูงทั่วโลกแสดงให้เห็นว่าหมู่เกาะอินโดนีเซียและบริเวณเส้นศูนย์สูตรใกล้กับไนจีเรียเป็นพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่ง

แนวโน้มการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วโลกในช่วงกลางศตวรรษ

รายงานการวิจัยคาดการณ์ว่าเศรษฐกิจโลกจะถูกลดคาร์บอนและใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ในช่วงกลางศตวรรษ โดยได้รับการสนับสนุนจากการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์และพลังงานลมจำนวนมาก ไนจีเรียและอินโดนีเซียคาดว่าจะกลายเป็นประเทศที่มีประชากรมากเป็นอันดับสามและหกของโลกภายในปี 2593 ตามลำดับ

ความหนาแน่นของประชากรสูงในประเทศเหล่านี้อาจนำไปสู่ความขัดแย้งระหว่างการเกษตร สิ่งแวดล้อม และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ตั้งในเขตร้อนทำให้แหล่งพลังงานลมไม่ดี โชคดีที่ประเทศเหล่านี้และประเทศเพื่อนบ้านสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้ไม่จำกัดจากระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ลอยอยู่ในทะเลสงบ

ประเทศและภูมิภาคที่ใช้พลังงานน้อยกว่าสามารถจัดหาพลังงานให้กับผู้คนมากกว่า 2 ล้านคนโดยการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งบนพื้นที่เดียวกัน ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เหล่านี้สามารถติดตั้งบนหลังคาในพื้นที่แห้งแล้ง ติดตั้งร่วมกับสิ่งอำนวยความสะดวกทางการเกษตร หรือลอยอยู่บนแหล่งน้ำได้ ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำสามารถติดตั้งได้ในทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำภายในประเทศ รวมถึงนอกชายฝั่ง ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบลอยน้ำที่ติดตั้งในประเทศต่างๆ มีศักยภาพสูงและกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วอยู่แล้ว

ผลการศึกษาพบว่าระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำที่ติดตั้งในพื้นที่ที่มีคลื่นทะเลสูงไม่เกิน 6 เมตร และความเร็วลมไม่เกิน 15 เมตร/วินาที สามารถผลิตพลังงานได้มากถึง 1 ล้าน TWh ต่อปี ซึ่งเป็นความต้องการพลังงานต่อปีของเศรษฐกิจโลกที่ลดคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ เพื่อรองรับประชากร 10,000 ล้านคน 5 เท่า พื้นที่ที่มีสภาพมหาสมุทรเอื้ออำนวยส่วนใหญ่อยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตร เช่น ในประเทศอินโดนีเซียและแอฟริกาตะวันตก พื้นที่เหล่านี้มีการเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็วและมีการพัฒนาเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว และการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งสามารถช่วยแก้ไขข้อขัดแย้งในการใช้ที่ดินได้

การพัฒนาตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของชาวอินโดนีเซีย

ประชากรของอินโดนีเซียอาจมีเกิน 315 ล้านคนภายในกลางศตวรรษนี้ จะต้องติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 25,000 ตารางกิโลเมตรเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของอินโดนีเซีย หลังจากที่การใช้ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ถูกกำจัดคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ โชคดีที่อินโดนีเซียมีศักยภาพมหาศาลในการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ เช่นเดียวกับมีศักยภาพมหาศาลในการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำ ซึ่งสามารถกักเก็บไฟฟ้าจากระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อินโดนีเซียเป็นประเทศที่มีประชากรหนาแน่น โดยเฉพาะในชวา บาหลี และสุมาตรา โชคดีที่อินโดนีเซียมีทางเลือกในการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำจำนวนมากในทะเลภายในที่สงบ พื้นที่มหาสมุทรขนาด 6.4 ล้านตารางกิโลเมตรของอินโดนีเซียเป็น 200 เท่าของพื้นที่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำซึ่งจำเป็นต่อการตอบสนองความต้องการพลังงานในอนาคตของอินโดนีเซียทั้งหมด

แนวโน้มการพัฒนาระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ลอยน้ำนอกชายฝั่ง

คลื่นในทะเลส่วนใหญ่ของโลกมีความสูงเกิน 10 เมตร และความเร็วลมเกิน 20 เมตรต่อวินาที นักพัฒนาหลายรายกำลังทำงานเกี่ยวกับการป้องกันเชิงวิศวกรรมสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ลอยน้ำนอกชายฝั่งที่สามารถทนต่อพายุได้ ในพื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตร เนื่องจากมีสภาพแวดล้อมในมหาสมุทรที่ดี มาตรการป้องกันสำหรับการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งจึงไม่จำเป็นต้องเข้มงวดและมีราคาแพงมากนัก

พื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการพัฒนาระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งนั้นมีความเข้มข้นภายในละติจูดเส้นศูนย์สูตร 5 ถึง 12 องศา ส่วนใหญ่อยู่ในอ่าวกินีใกล้กับหมู่เกาะอินโดนีเซียและไนจีเรีย ภูมิภาคเหล่านี้มีศักยภาพในการผลิตพลังงานลมต่ำ มีความหนาแน่นของประชากรสูง มีการเติบโตอย่างรวดเร็วของจำนวนประชากรและการใช้พลังงาน และระบบนิเวศที่สมบูรณ์จำนวนมาก พายุโซนร้อนไม่ค่อยส่งผลกระทบต่อเส้นศูนย์สูตร

การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งในอเมริกากลางและอเมริกาใต้มีความเสี่ยงต่อพายุโซนร้อนและคลื่นสูง ตะวันออกกลางมีศักยภาพในการพัฒนาอย่างมาก แม้ว่าจะเผชิญกับการแข่งขันที่รุนแรงจากการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนบกและฟาร์มกังหันลมก็ตาม ยังมีแนวโน้มการพัฒนาในบางส่วนของยุโรป เช่น เอเดรียติกตอนเหนือ และรอบๆ หมู่เกาะกรีก

อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ลอยน้ำนอกชายฝั่งยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น เมื่อเปรียบเทียบกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ภาคพื้นดิน แผงเซลล์แสงอาทิตย์นอกชายฝั่งมีข้อเสียบางประการ เช่น การกัดกร่อนของน้ำทะเลและมลภาวะทางทะเล ทะเลน้ำตื้นเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่ง เนื่องจากภาวะโลกร้อนมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงรูปแบบของลมและคลื่น จึงจำเป็นต้องลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเลและการประมงให้เหลือน้อยที่สุด

แม้จะมีความท้าทายเหล่านี้ แต่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำนอกชายฝั่งสามารถจ่ายไฟฟ้าส่วนใหญ่ให้กับประเทศต่างๆ ในบริเวณน่านน้ำนิ่งของเส้นศูนย์สูตรได้ ภายในกลางศตวรรษ ผู้คนประมาณหนึ่งพันล้านคนในประเทศเหล่านี้คาดว่าจะพึ่งพาการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นหลัก ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เร็วที่สุดในประวัติศาสตร์