Investment solution scenarios in floating solar photovoltaic versus overland solar

Abstract

Floating photovoltaic solar plants urge in a time when increasing demand for energy requires a shift to renewable energy resources as the limited availability of fossil fuels as well as global warming and climate change are all a reality. Furthermore, the increasing cost of land acquisition due to growing worldwide population and, consequently, reduced available land area restricts some countries such as Japan to construct big solar farms, giving room for the opportunity to deploy floating solar photovoltaic systems in water reservoirs. This research intends to aggregate qualitative and quantitative information about this type of technology, studying whether it is economically viable in the market or not. For that purpose, three criteria for a theoretical project evaluation will be assessed: Net Present Value, Internal Rate of Return and the Levelized Cost of Electricity. The later will be compared with the Levelized Cost of Electricity for overland photovoltaic plants and for combined cycle power stations, and with Iberian Electricity Market price. Due to the uncertainty of the cash-flows projections, a sensitivity and risk analysis will be conducted for a more robust interpretation of the results. Two possible locations were chosen in Portugal for the analysis, namely Venda Nova and Pracana hydro power plants. Economic indicators achieved demonstrate that the project is not economically viable for both locations. Considering a 25-years economic life, levelized cost of electricity for Venda Nova 129 €/MWh and for Pracana is 114 €/MWh, being a less competitive generating technology than overland photovoltaic plants and combined cycle power stations.

As centrais fotovoltaicas flutuantes surgem numa altura em que a crescente procura por energia exige uma forte aposta nas energias renováveis, dada a disponibilidade limitada dos combustíveis fósseis, bem como a realidade das mudanças climáticas e do aquecimento global. Para além disso, o aumento do custo de aquisição de terras devido ao crescimento da população mundial e, consequentemente, uma redução dos terrenos, restringe muitos países, como o Japão, em construir centrais solares, surgindo a oportunidade para a instalação de centrais solares fotovoltaicas flutuantes em todo o tipo de reservas de água. O objetivo deste estudo é agregar informação qualitativa e quantitativa acerca deste tipo de tecnologia, determinando se é economicamente viável no mercado ou não. Para esse efeito, três critérios de avaliação de um projeto teórico serão utilizados: o Valor Atualizado Líquido; a Taxa Interna de Rendibilidade; e o Custo Nivelado de Produção. Este último critério será comparado com os Custos Nivelados de Produção de uma central solar em terra e de uma central de ciclo combinado; e com o preço do Mercado Ibérico de Eletricidade. Dada a incerteza das projeções dos fluxos de caixa, será realizada uma análise de sensibilidade e de risco para uma interpretação mais robusta dos resultados. Foram escolhidas duas possíveis localizações em Portugal para o projeto em análise, nomeadamente as albufeiras das barragens de Venda Nova e Pracana. Os indicadores económicos calculados demonstram que o projeto não é economicamente viável para as duas localizações. Considerando um período de vida útil de 25 anos, o Custo Nivelado de Produção para Venda Nova é de 129 €/MWh e para Pracana é de 114€/MWh, representando-se como uma tecnologia de produção de energia menos competitiva do que centrais solares em terra e do que centrais de ciclo combinado.