Umělé útesy uprostřed vln
Země jako Nizozemsko čelí zásadnímu prostorovému dilematu. Ambiciózní klimatické cíle vyžadují masivní výstavbu obnovitelných zdrojů, avšak na pevnině soupeří energetika se zemědělstvím, infrastrukturou a ochranou přírody. Podobně jako agrivoltaika na polích kombinuje pěstování plodin s výrobou elektřiny na souši, na moři se nabízí využití volné hladiny mezi větrnými turbínami.
Plovoucí platformy na mořské hladině přinášejí nespornou technickou výhodu v podobě přirozeného chlazení vodou, které zvyšuje efektivitu solárních článků. Zároveň spodní části plováků nabízejí pevný podklad v jinak otevřeném vodním sloupci. Terénní monitorování probíhající v letech 2021 až 2025 v nizozemské části Severního moře – přibližně 12 kilometrů od pobřeží Scheveningenu v hloubkách 12 až 20 metrů – ukázalo překvapivě pestrý život. Potápěči na konstrukcích identifikovali celkem 47 druhů organismů, mezi nimiž dominovala slávka jedlá (Mytilus edulis), svijonožci, hvězdice a ježovky.
Hydrodynamický model: Když dojde fytoplankton
Problém nastává ve chvíli, kdy se z malých testovacích plováků stanou rozsáhlé komerční instalace. Mezinárodní vědecký tým v publikované studii propojil hydrodynamické proudění s bioenergetickými modely růstu měkkýšů a simuloval solární farmy až do rozlohy 1 km².
Výsledky publikované v odborném časopise Marine Environmental Research potvrdily přímou závislost mezi plošnou velikostí elektrárny a dostupností potravy. Slávky jsou zdatní filtrátoři, kteří z vody odčerpávají mikroskopické řasy a sinice (fytoplankton měřený pomocí koncentrace chlorofylu-a). Na menších instalacích měkkýši prosperují, rychle rostou a ukládají velké množství energie.
Jakmile se však solární farma rozroste, dochází ke dvěma vzájemně propojeným jevům:
- Tlumení proudění: Hustá síť plováků a podvodních lan mění lokální hydrodynamiku a zpomaluje výměnu vody pod centrální částí elektrárny.
- Potravní konkurence a stínění: Slávky na okrajích farmy odfiltrují většinu živin. Do středu instalace přitéká ochuzená voda, přičemž zastínění hladiny navíc lokálně omezuje fotosyntézu řas.
V centrech rozsáhlých farem tak dochází k výraznému zaostávání v růstu slávek, které trpí nedostatkem potravy, přestože samotné stínění plováků mění teplotu mořské hladiny zanedbatelně – o méně než 0,1 °C.
Hledání ekologické nosné kapacity
Zjištěná data definují takzvanou ekologickou nosnou kapacitu mořského prostředí, kterou budou muset projektanti offshore solárních parků respektovat. Modelové výpočty stanovily jasnou hranici: pokud pokrytí dané vodní plochy plováky nepřekročí 20 %, zůstává pokles primární produkce fytoplanktonu pod 10 %, což mořský ekosystém bez potíží absorbuje. Při vyšší hustotě pokrytí už dochází k dramatickému úbytku biomasy v celém potravním řetězci.
Budoucnost plovoucí solární energetiky na moři proto nespočívá v jednolitých obřích polích panelů, ale v členitých, rozvolněných strukturách s koridory pro volné proudění vody. Jen tak lze zajistit, aby čistá energie z moře nevznikala na úkor základních biologických procesů pod hladinou.
Ovlivňuje zastínění solárními panely teplotu vody v moři?
Měření a modelace ukazují, že vliv na teplotu je minimální. Zastínění plovoucí fotovoltaikou na otevřeném moři mění teplotu svrchní vrstvy vody o méně než 0,1 °C, protože mořské proudy teplo neustále rozptylují.
Jaký je bezpečný limit pokrytí mořské hladiny panely?
Aby nedocházelo k narušení potravního řetězce, doporučují vědci udržet plošné pokrytí hladiny do 20 %. Při této hustotě zůstává úbytek fytoplanktonu pod 10 % a organismy netrpí nedostatkem živin.
