Zasady elektryczne pływającej energii słonecznej są podobne do zasad systemów naziemnych i dachowych. Unikalną cechą jest odłączana konstrukcja pływająca, którą można zainstalować na wodach niezagospodarowanych i wytwarzać energię elektryczną na dużą skalę na zbiorniku wodnym. W tym artykule omówimy zalety i wady pływającej energii słonecznej oraz inne przydatne informacje.
1. Czym jest pływająca energia słoneczna?
Pływająca energia słoneczna, znana również jako pływające systemy fotowoltaiczne, odnosi się do paneli słonecznych umieszczonych nad zbiornikiem wodnym. Panele słoneczne są trwale zamontowane na konstrukcji pływającej. Chociaż lekko się trzęsą, nie będzie to miało wpływu na stabilne wytwarzanie energii przez system. Zazwyczaj pływające systemy słoneczne instaluje się na stawach, jeziorach i tamach, gdzie wiatry są stosunkowo słabe w porównaniu z oceanem.
Pływająca energia słoneczna to przyjazny dla środowiska sposób wytwarzania energii elektrycznej, łączący technologie energii morskiej i odnawialnej. Energia elektryczna wytwarzana przez te pływające układy jest przesyłana podwodnymi kablami do wyznaczonych wież przesyłowych.
2. Kluczowe elementy systemu
1. Panele słoneczne: Są takie same, jak panele stosowane na ziemi lub na dachach. Ich zadaniem jest wychwytywanie światła słonecznego i przekształcanie go w energię elektryczną. Możemy zastosować bardziej wydajne panele, aby zmaksymalizować produkcję energii na ograniczonej przestrzeni.
2. Korpus pływający: Platformy nadwozia pływającego są zazwyczaj wykonane z trwałych materiałów o dużej gęstości, takich jak HDPE (polietylen o dużej gęstości), aby zapewnić, że panele słoneczne unoszą się na wodzie. Dodatkowo do pływaka można dodać aluminiową ramę, aby zwiększyć stabilność i zapewnić solidną konstrukcję montażową dla paneli słonecznych.
3. System kotwic: System kotwic służy do pewnego zamocowania platformy pływającej, aby uniknąć znoszenia spowodowanego wiatrem lub przepływem wody, zapewniając w ten sposób stabilność i precyzyjne ustawienie układu fotowoltaicznego na zbiorniku wodnym. Kable kotwiczne mogą być wykonane z włókna syntetycznego, drutu stalowego lub łańcucha, w zależności od głębokości i charakteru zbiornika wodnego.
4. Falownik: Energię prądu stałego wytwarzaną przez panele słoneczne należy przekształcić w prąd przemienny (AC) w celu wykorzystania w systemach elektrycznych. Falownik przeprowadza tę krytyczną konwersję, zapewniając optymalną moc wyjściową do wykorzystania w sieci energetycznej lub obiektach na miejscu.
5. Kable: Do zarządzania połączeniami elektrycznymi w systemie należy używać specjalnych wodoodpornych kabli i trwałych złączy. Kable łączą panele fotowoltaiczne i przesyłają wygenerowaną energię elektryczną do falowników i punktów przyłączenia do sieci na lądzie, zapewniając bezpieczny i wydajny przesył energii.
3. Zalety pływającej energii słonecznej
1. Efektywność przestrzenna
Pływająca energia słoneczna może doskonale wykorzystać przestrzeń, szczególnie na obszarach, gdzie podaż gruntów jest ograniczona lub zbyt kosztowna. Pływające systemy słoneczne można instalować na słabo wykorzystywanych zbiornikach wodnych, takich jak zbiorniki, tamy i jeziora, co ogranicza potrzebę zmiany przeznaczenia gruntów lub oczyszczania naturalnego krajobrazu pod budowę elektrowni słonecznych. Jest to znacząca zaleta, ponieważ może wytwarzać energię elektryczną bez poświęcania cennych zasobów gruntów, udostępniając w ten sposób grunty do innych zastosowań.
2. Popraw wydajność
Symbiotyczny związek między wodą i panelami słonecznymi w pływających systemach fotowoltaicznych zwiększa wydajność energii słonecznej. Naturalne działanie chłodzące wody pomaga utrzymać niższą temperaturę roboczą paneli słonecznych, łagodząc w ten sposób problemy z przegrzaniem paneli słonecznych. Ta zaleta regulacji temperatury może zwiększyć wydajność paneli słonecznych nawet o 15%, zwiększając w ten sposób produkcję energii, a tym samym poprawiając zwrot z inwestycji.
3. Efekt Albedo
Zbiorniki wodne mają nieodłączne właściwości odblaskowe, które pomagają stworzyć efekt albedo, który zwiększa wydajność pływających paneli słonecznych. Odbicie światła słonecznego od wody z powrotem do paneli słonecznych zwiększa liczbę fotonów, które można przekształcić w energię elektryczną. Ta wzajemnie korzystna interakcja zwiększa całkowitą produkcję energii, czyniąc pływające systemy słoneczne atrakcyjną opcją optymalizacji wytwarzania energii słonecznej.
4. Oszczędzaj wodę
Pływające panele słoneczne pomagają oszczędzać zasoby wody, zmniejszając parowanie z zbiorników wodnych. Szczególnie na obszarach suchych i półsuchych, gdzie niedobory wody są coraz poważniejsze, efekt zacieniania pływających paneli słonecznych może znacznie zahamować parowanie wody i chronić ważne zasoby wodne. Dodatkowo, hamując przenikanie światła słonecznego, systemy pływające pomagają kontrolować rozwój szkodliwych glonów, pomagając w ten sposób poprawić jakość wody.
5. Zmniejsz koszty instalacji
Koszt pływającej energii słonecznej będzie niższy w porównaniu z naziemną energią słoneczną. Ponieważ nie ma konieczności wykupywania gruntu i wykonywania rozległych przygotowań terenu, co często wiąże się z dużymi wydatkami. Dodatkowo pływające systemy fotowoltaiczne są lokalizowane w pobliżu istniejącej infrastruktury energetycznej w pobliskich elektrowniach wodnych lub zakładach uzdatniania wody, co pozwala zaoszczędzić na kosztach integracji i infrastruktury przesyłowej.
6. Mały wpływ na organizmy wodne
Wstępne badania sugerują, że pływające systemy słoneczne mają mniejszy wpływ na organizmy wodne niż inne konstrukcje nad i pod wodą. Pływające panele słoneczne zostały zaprojektowane i rozmieszczone tak, aby zapewnić minimalne zakłócenia siedlisk wodnych, promując w ten sposób zdrowe współistnienie z ekosystemami wodnymi.