Инновации разработки инновации солнечная энергетика

Рост строительства плавучих солнечных систем

31.05.2021 09:12
Просмотров: 673

Генерирующие мощности, использующие солнечную энергию, всё шире распространяются по всему миру, и в то время как большинство из них базируются на суше, плавучие солнечные системы начинают демонстрировать реальный потенциал для энергоснабжения из возобновляемых источников.

Растущие уровни государственной поддержки и аппетит инвесторов помогут к 2025 году довести почти до уровня 10 ГВт новые генерирующие мощности на основе солнечной энергии, либо установленные совместно с гидроэнергетическими системами, либо использующие только океанские волны. Существенное преимущество плавучих солнечных систем заключается в том, что для размещения электростанций не используются земные ресурсы. Землю можно сохранить для сельскохозяйственных, лесных или иных целей, когда солнечные фермы плавают на водохранилищах, которые, кроме того, оказывают охлаждающее воздействие на фотоэлектрические панели, потенциально повышая эффективность преобразования энергии не менее чем на 10%. Обеспечиваемая этими панелями тень также уменьшает испарение, что является важным фактором для засушливых районов, и ограничивает рост цветения водорослей.

Комбинация плавучих фотоэлектрических систем с гидроэлектрическими электростанциями могла бы привести к существенному повышению глобальной генерирующей мощности на 7,6 ТВт только за счёт вклада солнечной энергии. Согласно оценке Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии США (U.S. National Renewable Energy Laboratory - NREL), почти 380 000 пресноводных резервуаров гидроэлектростанций в разных странах мира могли бы вместить плавающие солнечные системы и объединить их с существующими мощностями гидроэлектростанций.

Объединение генерации гидроэнергии с плавучими солнечными панелями может дать обнадёживающие результаты, как демонстрирует созданная первая плавучая солнечная / гидросистема. Действующая в Португалии с 2016 года 220-кВТ солнечная система включает 840 солнечных модулей и занимает около 2500 м2 площади водохранилища гидроэлектростанции. По плану эта энергетическая система должна вырабатывать 332 МВтч электроэнергии в течение первого года, и за первые семь месяцев эксплуатации она уже направила 160 МВтч в общую энергосистему.

Вклад гидроэнергии в систему электроснабжения Африки снижается в условиях всё более частых и сильных засух. Анализ потенциала плавучих фотоэлектрических систем на 146 крупнейших действующих гидроэлектростанциях Африки по состоянию на 2016 год свидетельствует о том, что при охвате солнечной энергетикой менее 1% установленная мощность существующих гидроэлектростанций может быть увеличена более чем вдвое для выработки дополнительных 46 ТВтч в год.

Иногда морская прибрежная зона - единственное место для размещения фотоэлектрических систем. При отсутствии свободных площадей для такого проекта в густонаселённом Сингапуре там близится к завершению строительство морской плавучей солнечной фермы мощностью 5 МВт в Джохорском проливе, между Сингапуром и Малайзией. Проект создания одной из крупнейших в мире плавучих солнечных электростанций на морской воде, который осуществляет сингапурская компания Sunseap, включает в общей сложности 13 312 панелей, 40 преобразователей и более

30 000 плавучих платформ. Ожидается, что после ввода в эксплуатацию солнечная электростанция будет производить приблизительно 6 022 500 кВтч в год, это означает потенциальное предотвращение выбросов 4 258 тонн диоксида углерода.

Норвежский нефтегазовый гигант, компания Equinor, продвигает планы по испытанию разработанной компанией Moss Maritime плавучей солнечной технологии в открытом море, на площадке недалеко от острова Фройя в Норвежском море. Экспериментальная система мощностью 1 МВт, площадь которой составляет 80 м2, будет установлена этим летом и испытана на площадке, расположенной поблизости от города Тронхейм (Trondheim), на западе Норвегии. Целью программы испытаний является оценка влияния суровых погодных условий на солнечную электростанцию, а также мониторинг производительности и надёжности системы.

Несмотря на свой потенциал, плавучие солнечные системы составляют менее 0,5% от общего числа солнечных фотоэлектрических установок в мире. Их преимущества следует оценивать в сопоставлении с увеличением на 20% - 25% расходов на установку системы, включая плавучие конструкции, якорные системы удержания, которые при установке также создают проблемы, связанные с изменениями уровня воды, типом дна и глубиной водохранилища, а также экстремальными погодными ситуациями. Вопросы безопасности тоже являются причиной для беспокойства, поскольку прокладке и организации кабелей и испытанию изоляционной системы кабелей следует уделять больше внимания, чем на суше, особенно когда кабели находятся в контакте с водой.

К счастью, норвежской энергетической консалтинговой компанией DVN было издано руководство по снижению рисков для девелоперов и повышению доверия инвесторов к строительству плавучих солнечных электростанций. Рекомендуемая практика дает представление о технической сложности проектирования, строительства и эксплуатации на воде и в воде, особенно с точки зрения техники безопасности при эксплуатации электрических систем, вопросов якорного крепления, эксплуатации и технического обслуживания, а также проектирования плавучих установок, которые могут выдерживать специфические условия окружающей среды на объекте.

Использование плавучих солнечных электростанций для производства возобновляемой энергии, вероятно, будет увеличиваться как важная часть усилий по борьбе с изменением климата. Предполагается, что по мере развития этой технологии расходы и технические проблемы будут сокращаться в ответ на увеличение спроса на плавучую солнечную энергетику в связи с глобальным ростом населения и урбанизацией.