Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

Analysis and prediction of floating PV power plant performance

Alternativ tittel: Analyse og prediksjon av ytelsen til flytende solkraftverk

Tildelt: kr 7,8 mill.

Til tross for den enorme veksten i bruk av solkraft må vi installere solkraft enda raskere dersom vi skal nå våre politiske klimamål. Flytende solkraft (FPV) representerer en ny fornybar energiteknologi som kan bidra til å møte disse utfordringene. I tillegg er flytende solkraft en unik mulighet for Norge til å realisere det grønne skiftet i praksis; en grønn industri der vi drar veksel på vår kompetanse innen olje og gass. I tillegg til olje og gass, bygger flytende solkraft på kompetanse fra to andre industrier der Norge er verdensledende: vannkraft og solkraft. Flytende solkraft har mange potensielle fordeler over landbasert solkraft. Mange av verdens mest tettbebygde strøk ligger ved vann og flytende solkraft kan utnytte arealer som ikke er konflikt med landbruk eller byutvikling, uten å gi store transmisjonskostnader. Flytende solkraftverk kan også, i varierende grad, få høyere effektivitet fordi modulene blir nedkjølt av vannet. Effekten av denne kjølingen er omdiskutert og avhenger av den spesifikke flytende solkraftteknologien som benyttes. Flytende solkraft utgjør også et lovende supplement til vannkraftverk. De kan effektivt øke kapasiteten på kraftverket, redusere fordampning og gi bedre utnyttelse av transmisjonsinfrastruktur. I dette prosjektet har vi fått tilgang til data fra fem FPV anlegg forskjellige steder i verden. Anleggene består av tre forskjellige teknologier. To av teknologiene er utviklet av norske selskap, Ocean Sun og Current Solar, den tredje teknologien er fra en av verdens to største kommersielle produsenter, Ciel & Terre. I tillegg til produksjonsdata er det viktig at anleggene har vært godt instrumentert slik at vi kan se hvordan ulike miljø-faktorer påvirker ytelsen, og på sikt, påliteligheten til FPV anleggene. FLOW prosjektet har sikret slik instrumentering på to av disse anleggene. Gjennom dette har det blitt mulig å bruke lokasjonsavhengig produksjonsdata til mer generelle konklusjoner som kommer prosjektpartnere og øvrig industri til gode. I tillegg til analyser av produksjonsdata, har vi også laget detaljerte termiske modeller av de tre FPV teknologiene. Slike modeller bidrar til å gi oss mer generisk informasjon om ytelsen til teknologien og dermed også bedre anslag for produksjonen anleggene vil gi under nye forhold på nye lokasjoner. Dette er svært verdifullt for å kunne beregne inntjeningen for nye anlegg og redusere usikkerheter i investeringene. Gjennom arbeidet er det kommer frem hvilke aspekter ved teknologiene som påvirker faktorer som kjøling, som også er overførbart når man skal gjøre teknologivalg senere. De termiske modellene og dataanalysene har gitt oss konkrete verdier for varmeoverføringsevnen til teknologiene til Ocean Sun, Current Solar og Ciel & Terre. For Current Solar og Ciel & Terre teknologiene kan disse verdiene brukes direkte inn i det viktigste modelleringsverktøyet i bransjen, PVsyst, for å oppnå mer presis modellering av ytelse og inntjening. For Ocean Suns teknologi må det gjøres modifikasjoner i PVsyst før ytelsen kan beregnes nøyaktig fordi anleggene kjøles av vannet og vanntemperaturen er derfor avgjørende for ytelsen til anlegget. Vanntemperatur er ikke inkludert i PVsyst i dag. For luftkjølte teknologer er arbeidet direkte overførbart til landbaserte anlegg, og flere av prosjektresultatene bidrar til å bedre beregninger av ytelse for fremtidige anlegg hos prosjektpartnere. En annen tapsmekanisme som ikke er inkludert i dagens modelleringsverktøy, og som det generelt eksisterer lite kunnskap om, er bølgeindusert mismatch. I løpet av prosjektet har vi utviklet et modellverktøy som beregner tapsprosenter basert på ulike bølgetilstander. Prosjektet har også omfattet analyser av teknisk potensial for flytende solkraft i Europa, i tillegg til et teknoøkonomisk potensial, beregnet ved bruk av TIMES Europa modellen som IFE utvikler. I dette studiet har vi kun inkludert innsjøer med tydelig menneskelig påvirkning, som for eksempel regulert vannkraft. Arbeidet har resultert i 3 foredrag på en av verdens største solcellekonferanser, EUPVSEC i 2020, 2021 og 2023, og tre postere på samme konferanse, hvorav en vant pris for beste poster i 2022. Videre har prosjektet resultert i fem publiserte journal artikler, flere populærvitenskapelige artikler og innlegg på radio og i podcast. Prosjektet ble ledet av IFE og gjennomført i samarbeid med Equinor, Statkraft, Scatec Solar, Multiconsult og Ocean Sun. Prosjektet har vært svært viktig kompetanseutviklingen på flytende solkraft på IFE, og gav utgangspunktet for Grønn Plattform prosjektet Hydrosun. Gjennom disse to prosjektene har IFE tatt en ledende og koordinerende rolle i forskningen på flytende solkraft i Europa. Dette er eksemplifisert ved at tidligere prosjektleder dr. Josefine Selj leder task, "Performance and Reliability of FPV", i den nye Task 13 i IEA PVPS.

Ocean Sun has actively used the project to document the performance and attract investors/customers. Multiconsult has use the results to extend and improve their ability to assist developers of floating PV technologies and power plants. For Scatec Solar, Equinor, and Statkraft the project as played an important role in increased insights for optimising the design, construction, and operation phases of floating PV plants and assessing the potential risks and gains for various aspects of floating PV. Further, much of the knowledge from the FLOW project is transferable to considerations made during planning of new ground based PV, hence the projects outcomes go beyond the scope of only floating PV. In addition to the technology specific results utilized within the project consortium, the projects have resulted in several scientific publications that is of great use for a broader domestic and international FPV industry. The project has been of great importance to IFE, who has taken a leading and coordinating role in the research on floating solar power in Europe. This is exemplified by the fact that former project manager Josefine Selj leads the task, 'Performance and Reliability of FPV', in the new Task 13 in IEA PVPS.

The field of floating solar power (f-PV) plants offers several advantages over land-based PV. f-PV has the potential to increase performance, reduce transmission and site preparation costs and to provide easy installation and deployment. The field attracts much attention both from investors, utilities and the research community. However, there is an urgent need to develop high quality data related to performance, reliability and operational characteristics of f-PV power plants for identifying innovation opportunities, reducing risks, developing improved solutions and improving bankability. That is the goal of this project, which joins the research institute IFE with the five companies Equinor, Multiconsult, Ocean Sun Scatec Solar and Statkraft, all of which are increasing their activities in the field. The primary objective of this project is to kick-start growth of a domestic industry in f-PV by developing, documenting and publishing critical, new knowledge related to the performance and degradation of f-PV and to clarify specific requirements for O&M. This will be done by reaching the following secondary objectives: • To instrument f-PV power plants in Norway and abroad for robust performance analysis. • To analyse and document performance of said f-PV power plants. • To identify and document f-PV failure and degradation modes and their propagation with time. • To quantify water cooling for different f-PV technologies and its impact on performance. • To develop verified models for water cooling for said f-PV technologies. • To develop recommendations for hybridization of f-PV power plants with hydropower. • To develop an improved understanding of O&M of f-PV power plants. • To support the education of a researcher within the field of f-PV (Nærings-PhD, already funded) . • To establish a Norwegian platform for developing further R&D and innovation projects. • To establish Norwegian researchers with a high international visibility in f-PV.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi