Feasibility of Photovoltaic Technology Integration in Cruise Ships

Abstract

The cruise industry is undergoing a transformative shift as environmental regulations tighten, fuel costs rise and public scrutiny over maritime intensifies. Among the emerging solutions, photovoltaics (PV) technology has gained increasing attention as a viable pathway towards cleaner and more energy-efficient ship operations. While PV systems are already well established in land-based applications, their integration into large, energy-intensive vessels such as cruise ships presents unique technical, operational and economic challenges that remain insufficiently explored. This thesis investigates the feasibility of incorporating PV technology into next-generation cruise fleets, providing a comprehensive assessment of how solar energy can meaningfully contribute to maritime decarbonization. The results indicate strong correlation between latitudinal coordinates where the cruise ship is operating and vertically integrated PV panels in the side of the cruise ship. In addition, from economic point of view, horizontally installed PV panels are proved to be noteworthy option in majority of the global cruise ship regions based on their installation costs combined with their annual energy production.

Risteilyala on läpikäymässä murrosta ympäristösäännösten tiukentuessa, polttoainekustannusten noustessa ja merenkulkuun kohdistuvan julkisen valvonnan lisääntyessä. Uusista ratkaisuista aurinkosähköteknologia on saanut yhä enemmän huomiota toteuttamiskelpoisena polkuna kohti puhtaampaa ja energiatehokkaampaa laivojen toimintaa. Vaikka aurinkosähköjärjestelmät ovat jo vakiintuneita maalla sijaitsevissa sovelluksissa, niiden integrointi suuriin, energiaintensiivisiin aluksiin, kuten risteilyaluksiin, asettaa ainutlaatuisia teknisiä, toiminnallisia ja taloudellisia haasteita, joita ei ole vielä tutkittu riittävästi. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan aurinkosähköteknologian sisällyttämisen toteutettavuutta seuraavan sukupolven risteilylaivastoihin ja tarjotaan kattava arvio siitä, miten aurinkoenergia voi merkityksellisesti edistää meriliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. Tulokset osoittavat vahvan korrelaation risteilyaluksen sijaintipaikan leveyskoordinaattien ja risteilyaluksen kylkeen vertikaalisesti integroitujen aurinkopaneelien välillä. Lisäksi taloudellisesta näkökulmasta vaakasuoraan asennetut aurinkopaneelit ovat osoittautuneet huomionarvoisiksi vaihtoehdoiksi useimmilla maailman risteilyalueilla niiden asennuskustannusten ja vuotuisen energiantuotannon perusteella.