新しい研究では、水上太陽光発電が湖の風の流れと日射量、およびさまざまな深さの水温にどのような影響を与えるかを詳しく説明しています。しかし、著者らは、水域自体の利点を最大化するシステムを設計する方法について、さらなる研究が必要であると述べています。

フラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所 ISE とフライブルク大学の研究者チームは、ドイツ南西部のメイヴァルト湖の水上太陽光発電 (FPV) システムを評価し、湖の熱特性への影響を調べました。

湖上の 749 kW FPV システムの研究において、研究者らは広範な気象学的および水文学的測定を使用して、表面近くの横方向の風の流れ、日射量、水温、エネルギーバランスに対するシステムの影響を研究しました。

研究チームは、最上層の水層が時間帯に応じて水温の大きな変動（ΔT w ）を示すことを発見した。

「特に、表層近くで負のΔTw値が観察され、システムの冷却効果を示しています。深さと平均水温差の標準偏差は、強い負の相関関係（r = -0.87）を示しています。 5 水深 m の範囲における水温差の変動は、水深 5 ～ 10 m の範囲に比べて有意に大きかった (p = 0.0007)。

研究者らによると、今回の研究結果は、FPVの影響は主に上層の水層にあり、昼と夜で異なる影響を与える可能性があり、最も強い冷却は地表近くの水層で発生する可能性があることを示している可能性があるという。

湖に対する FPV の影響を判断するために、チームはモジュールの上下の全球水平放射照度 (GHI) 測定値を入力として含む一般的な湖モデルを使用しました。さらに、チームは小型風力発信機によって生成されたデータを使用して、システムによって引き起こされる地表近くの横風速の違いを分析しました。

「減少した風の感度分析に基づいて、表面近くの風速に対するFPVの影響が湖の熱特性にかなりの影響を与える可能性があることが観察できます」と研究では述べられています。「測定された日射量（73％）と風（23％）は気候変動に対する相殺効果を示唆しているが、風の大幅な減少は成層に安定化効果をもたらし、2018年のような極端な年には地表水温を大幅に上昇させる可能性がある。これにより、気候変動予測への影響がさらに拡大する可能性があります。」

これらの複雑さは、「気候変動の観点から水域に有益な影響を与える」システムを特別に設計できるように、FPVと水の間の相互作用を監視するためにさらなる研究が行われる必要があることを意味している、と研究グループは述べた。