Η Ανάπτυξη των Πλωτών Φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα: Προοπτικές, Προκλήσεις και Συμβολή στην Ενεργειακή Μετάβαση

Η επιτάχυνση της ενεργειακής μετάβασης προς ένα βιώσιμο και χαμηλών εκπομπών άνθρακα ενεργειακό σύστημα αποτελεί μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις του 21ου αιώνα. Η Ευρωπαϊκή Ένωση, μέσω της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας (European Green Deal), έχει θέσει ως στρατηγικό στόχο την επίτευξη κλιματικής ουδετερότητας έως το 2050, ενώ η Ελλάδα έχει υιοθετήσει αντίστοιχες πολιτικές για την αύξηση της συμμετοχής των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στο ενεργειακό της μίγμα. Στο πλαίσιο αυτό, τα πλωτά Φ/Β συστήματα (Floating Solar Photovoltaics) αναδεικνύονται ως μία ιδιαίτερα ελπιδοφόρα τεχνολογία, η οποία μπορεί να συμπληρώσει τα συμβατικά χερσαία Φ/Β, αξιοποιώντας επιφάνειες υδάτινων σωμάτων χωρίς να απαιτείται η δέσμευση πολύτιμης γεωργικής ή φυσικής γης.

Τα πλωτά Φ/Β συστήματα αποτελούνται από Φ/Β πάνελ τοποθετημένα πάνω σε ειδικές πλωτές πλατφόρμες, οι οποίες αγκυρώνονται σε λίμνες, ταμιευτήρες, αρδευτικές δεξαμενές, λατομεία ή ακόμη και σε παράκτιες θαλάσσιες περιοχές. Η τεχνολογία αυτή γνώρισε ιδιαίτερη ανάπτυξη την τελευταία δεκαετία, κυρίως στην Ασία, με χώρες όπως η Κίνα, η Ιαπωνία και η Νότια Κορέα να διαθέτουν σήμερα έργα ισχύος αρκετών εκατοντάδων MW. Παράλληλα, σημαντική πρόοδος καταγράφεται και στην Ευρώπη, όπου η Ολλανδία, η Γαλλία και η Πορτογαλία υλοποιούν μεγάλης κλίμακας έργα, αξιοποιώντας τεχνητές λίμνες και υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες.

Η βασική καινοτομία των πλωτών Φ/Β έγκειται στην αποτελεσματική αξιοποίηση υδάτινων επιφανειών, οι οποίες παραμένουν ανεκμετάλλευτες από ενεργειακής άποψης. Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας είναι ότι περιορίζει τις συγκρούσεις χρήσεων γης, οι οποίες συχνά εμφανίζονται κατά την ανάπτυξη μεγάλων Φ/Β πάρκων. Σε πολλές περιοχές της Ελλάδας, η εγκατάσταση Φ/β συστημάτων προκαλεί αντιδράσεις λόγω της κατάληψης γεωργικών εκτάσεων υψηλής παραγωγικότητας ή περιοχών με ιδιαίτερη οικολογική αξία. Τα πλωτά συστήματα μπορούν να μειώσουν αυτήν την πίεση, αξιοποιώντας τεχνητές λίμνες και ταμιευτήρες που ήδη υπάρχουν.

Επιπλέον, τα πλωτά Φ/Β συστήματα εμφανίζουν αυξημένη ενεργειακή απόδοση σε σύγκριση με τα συμβατικά χερσαία συστήματα. Η παρουσία του νερού λειτουργεί ως φυσικό σύστημα ψύξης των Φ/Β πλαισίων, μειώνοντας τη θερμοκρασία λειτουργίας τους και αυξάνοντας την ηλεκτρική απόδοση. Δεδομένου ότι οι υψηλές θερμοκρασίες μειώνουν την αποδοτικότητα των Φ/Β κυψελών, η ψύξη μέσω του νερού μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατά 5–15%, ανάλογα με τις τοπικές κλιματικές συνθήκες.

Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα αφορά τη μείωση της εξάτμισης του νερού. Τα Φ/Β συστήματα καλύπτουν μέρος της επιφάνειας των ταμιευτήρων, περιορίζοντας την άμεση έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία και επομένως τις απώλειες νερού λόγω εξάτμισης. Το χαρακτηριστικό αυτό αποκτά ιδιαίτερη σημασία για την Ελλάδα, όπου η λειψυδρία και οι παρατεταμένες περίοδοι ξηρασίας αναμένεται να ενταθούν εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής. Η προστασία των υδάτινων αποθεμάτων αποτελεί πλέον στρατηγική προτεραιότητα για τη γεωργία, την ύδρευση και την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας.

Η Ελλάδα διαθέτει σημαντικές προϋποθέσεις για την ανάπτυξη πλωτών Φ/Β. Η υψηλή ηλιοφάνεια, που συγκαταλέγεται στις μεγαλύτερες της Ευρώπης, εξασφαλίζει υψηλή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Παράλληλα, η χώρα διαθέτει μεγάλο αριθμό τεχνητών λιμνών και υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων, όπως οι λίμνες Κρεμαστών, Πολυφύτου, Καστρακίου, Στράτου και Θησαυρού, οι οποίες μπορούν να φιλοξενήσουν πλωτές εγκαταστάσεις χωρίς να επηρεάζεται σημαντικά η κύρια λειτουργία τους.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η συνδυασμένη λειτουργία πλωτών Φ/Β με υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Οι δύο τεχνολογίες μπορούν να λειτουργούν συμπληρωματικά, αξιοποιώντας την ήδη υπάρχουσα ηλεκτρική διασύνδεση και τις υποδομές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Κατά τις ώρες υψηλής ηλιοφάνειας, η παραγωγή από τα Φ/β μειώνει την ανάγκη λειτουργίας των υδροηλεκτρικών μονάδων, επιτρέποντας την αποθήκευση νερού στους ταμιευτήρες για περιόδους αυξημένης ζήτησης ή χαμηλής ηλιακής παραγωγής. Η συνέργεια αυτή αυξάνει τη συνολική ευελιξία του ηλεκτρικού συστήματος και διευκολύνει την ενσωμάτωση μεγαλύτερου ποσοστού ΑΠΕ μη εγγυημένης ισχύος.

Παρά τις σημαντικές προοπτικές, η ανάπτυξη των πλωτών Φ/Β συστημάτων στην Ελλάδα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Το νομοθετικό και αδειοδοτικό πλαίσιο διαμορφώνεται σταδιακά, ενώ απαιτείται περαιτέρω εξειδίκευση όσον αφορά τις περιβαλλοντικές αδειοδοτήσεις, τη χωροθέτηση και τις τεχνικές προδιαγραφές. Επιπλέον, η απουσία μεγάλων πιλοτικών έργων περιορίζει τη συσσώρευση τεχνογνωσίας και εμπειρίας από ελληνικούς φορείς και επιχειρήσεις.

Ένα ακόμη ζήτημα αφορά τις πιθανές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αν και τα πλωτά Φ/Β συστήματα θεωρούνται γενικά φιλικά προς το περιβάλλον, η εκτεταμένη κάλυψη μιας υδάτινης επιφάνειας ενδέχεται να επηρεάσει τη φωτοσύνθεση των υδρόβιων οργανισμών, τη θερμοκρασιακή στρωμάτωση του νερού και τα επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου. Για τον λόγο αυτό, απαιτούνται ολοκληρωμένες περιβαλλοντικές μελέτες πριν από κάθε εγκατάσταση, ώστε να διασφαλίζεται ότι οι επιπτώσεις στα υδάτινα οικοσυστήματα παραμένουν περιορισμένες. Η διεθνής εμπειρία δείχνει ότι όταν καλύπτεται μικρό ποσοστό της συνολικής επιφάνειας ενός ταμιευτήρα (π.χ. 10%) , οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις είναι συνήθως μικρές και διαχειρίσιμες.

Παράλληλα, το κόστος εγκατάστασης παραμένει υψηλότερο σε σχέση με το κόστος των χερσαίων Φ/Β, κυρίως λόγω των πλωτών υποδομών, των συστημάτων αγκύρωσης και των ειδικών απαιτήσεων συντήρησης. Ωστόσο, καθώς η τεχνολογία ωριμάζει και αυξάνεται η διεθνής αγορά, το κόστος αναμένεται να μειωθεί σημαντικά, όπως συνέβη και με τα συμβατικά Φ/Β συστήματα την τελευταία εικοσαετία.

Στο πλαίσιο της ελληνικής ενεργειακής στρατηγικής, τα πλωτά Φ/β συστήματα μπορούν να συμβάλουν ουσιαστικά στην επίτευξη των στόχων του Εθνικού Σχεδίου για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ). Η αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος από ΑΠΕ, η μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα και η ενίσχυση της ενεργειακής ασφάλειας αποτελούν βασικές προτεραιότητες της χώρας. Επιπλέον, η αξιοποίηση των υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων για εγκατάσταση πλωτών Φ/β μπορεί να δημιουργήσει σημαντικές επενδυτικές ευκαιρίες, νέες θέσεις εργασίας και ανάπτυξη εξειδικευμένης τεχνογνωσίας στον ελληνικό κατασκευαστικό και ενεργειακό κλάδο.

Αξίζει να σημειωθεί ότι στις γειτονικές μας χώρες έχουν εγκατασταθεί πλωτά Φ/Β στην Αλβανία και τη Τουρκία. Στην Αλβανία έχει εγκατασταθεί ένα τέτοιο σύστημα ισχύος 2 ΜW στον υδάτινο ταμιευτήρα Banja όπου λειτουργεί και υδροηλεκτρικό εργοστάσιο ενώ σχεδιάζεται μία ακόμη εγκατάσταση ισχύος 12.9 MW στο ταμιευτήρα του υδροηλεκτρικού σταθμού Vau i Dejës. Στη Τουρκία ένα πλωτό Φ/Β σύστημα ισχύος επίσης 2 MW έχει εγκατασταθεί στο ποταμό Sakary όπου λειτουργεί υδροηλεκτρικό εργοστάσιο. Ένα δεύτερο πλωτό Φ/Β σύστημα ισχύος 1 MW έχει εγκατασταθεί στην επαρχία Elazığ στην ανατολική Τουρκία. Στις άλλες Βαλκανικές χώρες δεν έχουν αναφερθεί εγκαταστάσεις επιπλεόντων Φ/Β συστημάτων.

Στη Κρήτη προγραμματίζεται η δημιουργία ενός συστήματος αποθήκευσης με αντλησιοταμίευση στον υδάτινο ταμιευτήρα του φράγματος ποταμών στο Νομό Ρεθύμνου. Η επιφάνεια του ταμιευτήρα είναι 1.600 στρέμματα όπου μπορεί να εγκατασταθεί ένα πλωτό Φ/Β σύστημα στην επιφάνεια του ταμιευτήρα ισχύος  περίπου 20-40 MW_p καλύπτοντας το 10-20% της επιφάνειας του.  Η ετήσια παραγόμενη ενέργεια του Φ/Β ανέρχεται σε περίπου 30-60 GWh και καλύπτει το 1-2% της ετήσιας καταναλισκόμενης ενέργειας στη Κρήτη που ανέρχεται σήμερα σε περίπου 3.000 GWh.

Συνοψίζοντας, τα πλωτά Φ/Β συστήματα αποτελούν μία καινοτόμο και ιδιαίτερα ελπιδοφόρα τεχνολογία, η οποία μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ενεργειακή μετάβαση της Ελλάδας. Τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν, όπως η εξοικονόμηση γης, η αυξημένη ενεργειακή απόδοση, η μείωση της εξάτμισης του νερού και η δυνατότητα συνεργασίας με υπάρχοντα υδροηλεκτρικά έργα, τα καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστική επιλογή για το ελληνικό ενεργειακό σύστημα. Παρότι εξακολουθούν να υπάρχουν τεχνικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές προκλήσεις, η διεθνής εμπειρία αποδεικνύει ότι αυτές μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω κατάλληλου σχεδιασμού, επιστημονικής τεκμηρίωσης και στοχευμένων πολιτικών. Η σταδιακή ανάπτυξη πιλοτικών έργων και η δημιουργία ενός σαφούς ρυθμιστικού πλαισίου θα επιτρέψουν στην Ελλάδα να αξιοποιήσει αποτελεσματικά το σημαντικό δυναμικό της συγκεκριμένης τεχνολογίας, συμβάλλοντας τόσο στην επίτευξη των εθνικών και ευρωπαϊκών κλιματικών στόχων όσο και στη διαμόρφωση ενός πιο ανθεκτικού και βιώσιμου ενεργειακού μέλλοντος.

Πλεονεκτήματα εγκατάστασης επιπλεόντων Φ/Β συστημάτων στη χώρα
 

Μειονεκτήματα εγκατάστασης επιπλεόντων Φ/Β συστημάτων στη χώρα
 

Προκλήσεις και κίνδυνοι για την εγκατάσταση επιπλεόντων Φ/Β συστημάτων στη χώρα
 

Ο Γιάννης Βουρδουμπάς είναι Χημικός Μηχανικός ΕΜΠ, M.Sc., Ph.D.