Zonnepanelen op zee hebben een aantal voordelen ten opzichte van zonnepanelen op land. Op veel plekken kan daarvan worden geprofiteerd, maar er zijn ook uitzonderingen. Sara Golroodbari, assistent professor zonne-PV-integratiesystemen aan Universiteit Utrecht, deed hier onderzoek naar en vergeleek de efficiëntie van zonneparken op land met zonneparken op zee.

Golroodbari legt uit dat zonneparken op zee verschillende voordelen hebben ten opzichte van zonneparken op land. Ten eerste bespaar je ruimte die op land ook anders ingezet zou kunnen worden. Daarnaast worden drijvende panelen gekoeld door het zeewater, waardoor ze efficiënter werken. En ten derde is er, als je een aantal kilometers de zee op gaat, vaak een helderblauwe lucht. Dit betekent meer zonne-instraling, en daarmee een hogere opbrengst van de zonnepanelen. 

In een onderzoek van Golroodbari, wat zij samen uitvoerde met Abdulhadi Ayyad en Wilfried van Sark, werd duidelijk dat deze voordelen erg locatie-specifiek zijn. In dit onderzoek werden de prestaties van twintig zonnesystemen die zo’n 56 kilometer van de kust op zee liggen, vergeleken met die van twintig zonnesystemen in dezelfde omgeving, maar dan ongeveer 56 kilometer landinwaarts.

In dit onderzoek is Golroodbari vooral aan zoeken naar verklaringen voor opvallendheden in de dataset. “In de eerste studie hebben we heel gedetailleerd gekeken en gecheckt wat nou echt de belangrijke factoren zijn. Er waren een paar belangrijke variabelen, zoals het verschil in instraling tussen land en zee. Want hoe hoger die instraling, hoe beter de prestaties van de zonnepanelen. In 70 procent van de locaties was er, over een heel jaar, een hogere instraling bij de offshore locaties.”

Uitzonderingen
In de data stuitte Golroodbari op een paar interessante uitzonderingen van die ‘regel’. In enkele gevallen bleek de locatie op land namelijk een betere opbrengst te hebben dan diens tegenhanger op zee. Golroodbari dook dan verder in de data en vond vaak een verklaring.

In Canada was er bijvoorbeeld een offshore locatie die minder opbrengst had dan de nabijgelegen locatie op land. “Ik herinner me dat ik verbaasd was over dat resultaat. Toen ik er verder naar ging kijken zag ik wat vreemds. Het verschil bleek een resultaat te zijn van de Alaska current, een warmwaterstroom aan de westkust van Noord-Amerika”, vertelt Golroodbari.

Het omgekeerde gebeurde in Puerto Colombia, waar over de Caribische zee juist een koude wind waait. Die wind brengt niet alleen de temperatuur van het zeeoppervlak en de omgeving omlaag, maar kan ook zorgen voor stormen en sterke golven in kustgebieden, legt Golroodbadi uit. “In eerste instantie werd gezegd dat die wind een verkoelend effect kon hebben op de panelen. Maar toen ik verder las, realiseerde ik me dat het misschien niet zo goed kon zijn.” Het is namelijk nog niet duidelijk of de zonnepanelen bestand zijn tegen dit soort weersomstandigheden en of ze bijvoorbeeld de levensduur verkorten.

Vervolgonderzoek met 82 locaties
Met de data van de twintig locaties als beginpunt, werd het onderzoek nog eens uitgebreid overgedaan, waarvan de resultaten in 2024 werden gepubliceerd. Om de winst van offshore ten opzichte van onshore beter te kunnen voorspellen werd het model verbeterd, voornamelijk door een derde meetlocatie toe te voegen.

Golroodbari: “Voor het eerste onderzoek keken we naar duo’s, voor het tweede onderzoek keken we naar triplets. Dus eerst vergeleken we twee locaties: een offshore en een aan land. In de tweede studie was dat ook een offshore en een aan land, en nog eentje aan de kust.” In dit onderzoek werd gekeken of de klimaatclassificatie van een locatie samenhangt met de prestaties van zonneparken.

Hoewel het onderzoek geen direct verband heeft gevonden tussen de verschillende klimaten en de efficiëntie van zonnepanelen, betekent dat niet direct dat die voordelen er niet zijn. Het laat vooral zien dat de voordelen die de zee kan bieden voor zonneparken heel locatie-specifiek zijn. Daarnaast is het systeem om klimaten te classificeren gemaakt voor de omstandigheden op land, niet voor de omstandigheden op zee, legt Golroodbari uit.

In het algemeen concludeert Golroodbari dus dat offshore solar een hogere opbrengst kan hebben dan zon op land. Daarbij benadrukt ze dat dat per locatie wel sterk kan verschillen. Daarom is het volgens haar erg belangrijk om, voor het plaatsen van een offshore zonnepark, uit te zoeken of die specifieke locatie wel de voordelige omstandigheden biedt die offshore solar zo aantrekkelijk kunnen maken.

Zo moet bijvoorbeeld altijd de temperatuur van de zee worden meegenomen in overwegingen, net als de techniek van de zonnepanelen. Het maakt namelijk nogal een verschil hoe de panelen zijn geplaatst. Er wordt een groter voordeel behaald als de panelen in direct contact zijn met het water, omdat ze dan het best gekoeld worden. Om over andere technieken van PV op water uitspraak te kunnen doen, zou een ander onderzoek gedaan moeten worden, zegt Golroodbari.

Onshore floating solar
Golroodbadi benoemt ook een aantal aspecten die in de onderzoeken niet aan bod zijn gekomen. Zo is de degradatie van de zonnepanelen niet meegenomen, of de veroudering op zee sneller gaat dan op land is dus nog niet duidelijk. Ook zou er langlopend onderzoek nodig zijn om hardere uitspraken te kunnen doen over de effecten van algen, zoutresidu of uitwerpselen van vogels op de werking van de zonnepalen.

“Dit onderwerp, offshore floating, is erg nieuw en nog een soort niche”, volgens Golroodbari moet nog veel worden gedaan om te weten wat haalbaar is met zon op zee. Het huidige model zal in vervolgonderzoek verbeterd worden, bijvoorbeeld door meer factoren erin mee te nemen. Zo kan het model uiteindelijk gebruikt worden om betere voorspellingen te doen over de winst die zonne-energie op een specifieke locatie heeft ten opzichte van zon op land.

Daarnaast is Golroodbari bezig met een onderzoek naar onshore floating PV in Nederland. Hier gaat het dus om zonnepanelen op meren, kanalen of dammen. “Daarin zijn we vooral gericht op onshore floating. We kijken naar de potentie van Nederland en wat de criteria zijn om onshore floating PV hier op te schalen.” In die overwegingen worden ook factoren zoals ecologische impact en capaciteit van het elektriciteitsnet meegenomen.