ظهور نیروگاه شناور روی آب!

یک دهه پیش، خورشید یک منبع انرژی تجدیدپذیر حاشیه ای بود.تنها در 10 سال، انرژی خورشیدی به یک گزینه برتر تبدیل شده است.در حال حاضر، آن را'زمان آن است که ظهور pv شناور را در نظر بگیریم.در مورد آن فکر کنید.قبل از سال 2013، سلول های فتوولتائیک شناور این کار را انجام می دادند'حتی وجود ندارد

اولین پتنت برای PV شناور در سال 2008 ثبت شد. در سال 2006، متخصص فتوولتائیک شناور Ciel et Terre، مستقر در لیل، فرانسه، شروع به ارائه این ایده کرد.

در سال 2007، یک نیروگاه کوچک تجاری 175 کیلووات بر روی حوضچه ای در Far Niente، یک تولید کننده شراب دره ناپا، برای کاهش هزینه های انرژی و جلوگیری از تصرف زمین ساخته شد.با کاشت انگور در زمین می توان سود بیشتری به دست آورد.

اولین سیستم PV شناور رسمی در سال 2007 در استان آیچی ژاپن ساخته شد. از آن زمان، بسیاری از کشورها شاهد ظهور نیروگاه های کوچک زیر سطح مگاوات بوده اند، به ویژه در فرانسه، ایتالیا، کره جنوبی، اسپانیا و ایالات متحده که در درجه اول برای تحقیق و نمایش استفاده می شود.به خاطر داشته باشید که حتی"طبیعی”هزینه انرژی خورشیدی را نمی توان در این مدت دوام آورد و تنها با تعرفه های خوراک سخاوتمندانه و یارانه های مستقیم قابل دستیابی است.

تاکنون مشخص است که آسیا در آینده نزدیک و فراتر از آن بر PV شناور مسلط خواهد شد.

ما PV شناور را انتخاب کردیم زیرا اخبار مربوط به این میدان جدید از ماه گذشته متوقف نشده است.اولین مورد این است که NTPC یک نیروگاه فتوولتائیک شناور 10 مگاواتی را در NTPC راه اندازی کرده است.'مخزن نیروگاه حرارتی سیمحداری.این گیاه به راحتی تبدیل به هند شد'بزرگترین در این زمینه است، اما نه برای مدت طولانی.سپس Ciel Et Terre ایستگاه 5.4 مگاواتی در ساگاردیگی در بنگال غربی را افتتاح کرد که اولین در نوع خود در یک نیروگاه حرارتی است.

که'همه نیستزمانی که این داستان را می‌خوانید، NTPC ممکن است یکی دیگر از هندوستان را افتتاح کرده باشد'بزرگترین نیروگاه PV شناور، نیروگاه PV شناور 100 مگاواتی که برای فاز اول در Telangana برنامه ریزی شده است.ساخت این پروژه ابتدا قرار بود از اردیبهشت ماه آغاز شود، اما به دلیل بیماری جدید تاج، اکنون به صورت مرحله ای و هر مرحله حدود 15 مگاوات آغاز می شود و کل پروژه 100 مگاواتی تا پایان امسال به اتمام می رسد.

پروژه 4.23 میلیارد روپیه هند در نهایت آب یا مخازن نیروگاه حرارتی راماگوندام را پوشش خواهد داد.هزینه PV شناور نیز با پیشنهاد RS3.29 کیلووات ساعت برای پروژه PV شناور 150 مگاواتی در مخزن دستی ریدام در ایالت اوتار پرادش، که توسط Shapoorji Palonji Rup و Renew Power برنده شد، به طور پیوسته در حال کاهش است.(توجه: پروژه به دلیل مشکلات مربوط به زمین به تاخیر افتاده است).

نه تنها این، بلکه یک نیروگاه 60 مگاواتی در سراسر جهان در سنگاپور راه اندازی شده است.این نیروگاه یکی از بزرگترین نیروگاه های شناور در جهان است و بر روی یک مخزن توسط یکی از شرکت های تابعه Sembcorp Industries در زمینی به مساحت 45 هکتار (111 هکتار) ساخته شده است.در جزیره مجاور باتام در اندونزی، SUNSEAP مستقر در سنگاپور نیز اعلام کرده است که قصد دارد بیش از 2 میلیارد دلار در یک کارخانه ذخیره سازی + خورشیدی 2.3 گیگاواتی دیگر سرمایه گذاری کند.

در گزارش مارس، شرکت اطلاعاتی بازار Transparency Market Research (T) رشد قوی را در سال 2027 با نرخ رشد مرکب سالانه 43 درصد پیش‌بینی کرد.تالسو انتظار دارد که نوآوری و پیشرفت فناوری تضمین کند که شتاب رشد PV شناور کند نشود.افزایش پذیرش ماژول های PV شناور در کشورهای در حال توسعه مانند هند و چین باعث رشد بیشتر خواهد شد.تقریباً 40 کشور از بیش از 63 کشوری که پروژه‌های PV شناور را اعلام کرده‌اند، قبلاً یک پروژه در حال اجرا یا نزدیک به آن دارند.

امروزه ظرفیت واقعی نصب شده PV شناور نزدیک به 3 گیگاوات است، در حالی که کل ظرفیت نصب شده انرژی خورشیدی نزدیک به 775 گیگاوات است.از آنجایی که هزینه انرژی خورشیدی با افزایش مقیاس و درک بیشتر فناوری همچنان کاهش می یابد، PV شناور دیگر گزینه ای برای آینده نیست و عصر PV شناور فرا رسیده است.

چرا pv شناور؟

مزایای اساسی PV شناور به خوبی شناخته شده است.پیشرفت را می توان در مناطق با تراکم جمعیت بالا مشاهده کرد، به ویژه جایی که رقابت برای زمین های موجود شدید است.هند شرقی نمونه‌ای است.اتصال PV شناور به مخازن بزرگ ساخته شده برای برق آبی می تواند PV شناور را به زیرساخت های انتقال برق موجود یا مراکز تقاضا مانند تصفیه خانه های آب نزدیک کند، مزیت دیگری که توسعه PV شناور را هدایت می کند.

به دلیل اثر خنک کنندگی آب و کاهش گرد و غبار، پروژه های PV شناور مزایای آشکاری در افزایش بازده انرژی دارند.بر اساس امید به زندگی 25 ساله، این مزایا به کاهش فاصله با هزینه اولیه انرژی خورشیدی روی زمین کمک می کند، که معمولاً 10 تا 15 درصد هزینه را تشکیل می دهد.

به عبارت ساده، PV شناور انرژی خورشیدی را جبران می کند'نیازهای انرژی برآورده نشدهدر برخی از نقاط، به منظور نصب انرژی خورشیدی زمین، نیاز به به دست آوردن بسیاری از زمین، این یک مشکل است.تولید برق را می توان با ترکیب آن با منابع موجود، مانند نیروگاه های حرارتی یا نیروگاه های برق آبی، کارآمدتر کرد.

در مورد نیروگاه های برق آبی، مخزن می تواند برق آبی را در ساعات اوج روز، زمانی که انرژی خورشیدی وارد عمل می شود، کاهش دهد.اولین نمونه از این نوع در سال 2017 در پرتغال ساخته شد و توسط EDP نصب شد.از آنجایی که رشد تولید قابل پیش بینی است، بازخوردها تاکنون مثبت بوده است.همچنین به معنای پایداری و قابلیت اطمینان بیشتر شبکه از نظر مقیاس است.

آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) تخمین می زند که نزدیک به 380000 مخزن آب شیرین در سراسر جهان با پتانسیل ترکیب فتوولتائیک شناور و تاسیسات برق آبی موجود وجود دارد.البته یک تحلیل جامع ممکن است برخی از مخازن را نشان دهد که به دلیل مشکلات مختلف مناسب نیستند، مانند سطح پایین آب و حتی مخازنی که در فصل خشک آب را ذخیره نمی کنند.اما شکی نیست که یافتن مساحت پروژه ساختمانی اصلاً مشکلی ندارد.ظرفیت بالقوه تولید برق تقریباً 7TW است که قابل دست کم گرفتن نیست.

چالش pv شناور

از بین تمام چالش‌های PV شناور، بزرگ‌ترین آنها این است که چه کسی از آن پشتیبانی می‌کند'هزینه، فناوری یا تامین مالینیروگاه های خورشیدی زمینی یارانه های زیادی، تعرفه های خوراک و غیره دریافت می کنند.اما همان"استارت آپ”منافع را نمی توان با PV شناور به دست آورد مگر با اتکا به بخش خصوصی برای فعالیت.خبر خوب این است که این فناوری به سرعت در حال پیشرفت است و مسائل کلیدی مانند تفاوت هزینه ها در حال حاضر در مسیری قابل مدیریت حرکت می کنند.

مشکل کیفیت

تا آنجا که به ماهیت آن مربوط می شود، PV شناور نیاز به توجه بیشتری در طراحی و ساخت دارد.همانطور که اوشادوی بیان می کند، تفاوت اصلی این است که در سایر کشورهای توسعه یافته، انتخاب صرفاً بر اساس اعتبار فنی، توانایی مالی و شهرت است.در هند، قیمت عامل اصلی است.توسعه دهندگان هندی و شرکت های EPC باید در انتخاب فناوری خود بسیار محتاط باشند.برای کاهش ریسک، توسعه دهندگان باید بر روی یافتن مواد خام با کیفیت بالا، تثبیت کننده های UV درجه یک، ماشین آلات با کیفیت بالا برای تولید شناورهای با کیفیت بالا، بازرسی های تضمین کیفیت، فرآیندها، تست طراحی و اعتبار سنجی و دستیابی به راه حل های قابل اعتماد تمرکز کنند.”

هزینه سیستم PV شناور 10-15٪ افزایش یافته است که عمدتاً از سازه های شناور، سیستم های لنگر و پهلوگیری مورد نیاز برای سیستم شناور است.هزینه های توسعه در حال حاضر کاهش یافته است.سیستم‌های شناور با تغییرات احتمالی در سطح آب، نوع بستر مخزن، عمق و شرایط آب و هوایی شدید مانند بادهای شدید و امواج، چالش‌های خاصی را در رابطه با لنگر انداختن و پهلوگیری ارائه می‌کنند که بر هزینه‌های مهندسی و ساخت‌وساز افزوده است.

نزدیکی به آب همچنین به معنای توجه بیشتر به مدیریت کابل و آزمایش عایق نسبت به خشکی است، به خصوص زمانی که کابل با آب تماس پیدا می کند.عامل دیگر فشار اصطکاکی و مکانیکی ثابت بر روی قسمت های متحرک نیروگاه PV شناور است.یک سیستم ضعیف طراحی و نگهداری می شود می تواند به طور فاجعه آمیزی شکست بخورد.دستگاه های شناور نیز در معرض خطر خرابی و خوردگی ناشی از رطوبت هستند، به ویژه در محیط های ساحلی تهاجمی تر.ماژول های PV که قادر به کار در محیط های سخت به مدت 25 سال هستند باید با استفاده از استانداردهای کیفیت مناسب انتخاب شوند.نقش لنگر انداختن بار باد و امواج، به حداقل رساندن حرکت جزیره خورشیدی و جلوگیری از خطر برخورد به ساحل یا پرتاب شدن در طوفان است.مطالعات فنی گسترده ای برای ارزیابی طراحی جزیره و لنگر مناسب، امکان سنجی فنی کلی و دوام تجاری پروژه مورد نیاز است.

پیش بینی بلند مدت

NREL تخمین می زند که 379068 مخزن آب شیرین در سراسر جهان وجود دارد که می توانند نیروگاه های فتوولتائیک شناور را در کنار نیروگاه های موجود در خود جای دهند.برخی از مخازن ممکن است برای بخشی از سال خشک باشند، یا در غیر این صورت برای PV شناور نامناسب باشند، بنابراین قبل از اجرای پروژه به داده های انتخاب مکان بیشتری نیاز است.بزرگترین مزیت PV شناور این است که فضای ارزشمند زمین را اشغال نمی کند، که برای هند اهمیت فزاینده ای دارد.ما پروژه‌هایی را دیده‌ایم که تحت تأثیر درگیری‌های زمینی بین نیروگاه‌های خورشیدی و مسائل مربوط به چراگاه‌ها و زیستگاه این حیوان بزرگ در هند قرار گرفته‌اند.هنگامی که صحبت از ساخت واحدهای فتوولتائیک شناور در مخازن پروژه های برق آبی می شود، افزایش ظرفیت ممکن است در واقع به جلوگیری از برخی از مشکلات پروژه های برق آبی برنامه ریزی شده کمک کند.یکی از نمونه ها پروژه تاپوان در منطقه چامولی NTPC در اوتاراکند است که اخیراً در نتیجه سیل های ناگهانی خسارت زیادی دیده است.این پروژه بیش از 10 سال از برنامه زمان بندی عقب مانده است، بیش از پنج برابر برآورد اولیه هزینه دارد و پروژه رودخانه برنامه ریزی شده می تواند به راحتی از طریق شرکت برق تولید کند.'بسیاری از پروژه های فتوولتائیک شناور در مخزن حمل و نقل.

Ushadevi از Ciel Et Terre اظهار می دارد:'به دلیل کمبود زمین، مسائل حقوقی و اختلافات مربوط به سلب مالکیت زمین و تاخیر بی‌نهایت سلب مالکیت، PV شناور راه‌حل مناسبی است.با توجه به کمبود آب، تبخیر آب، مشکل زمین و جنبه مثبت وجود آب زیاد، ما کاملا مطمئن هستیم که هند'تقاضا برای PV شناور بالاخره رسید.ما معتقدیم راه حل های شناور یکی از نیروهای محرکه اصلی در صنعت PV خواهند بود و هدف ما توسعه راه حل های فن آوری Hydrelio 1GW در هند در 2-3 سال آینده است.”

او برای نشان دادن نظر خود، بنگال غربی را مثال می‌زند."در گذشته، ما پروژه‌های زیادی را در بنگال غربی بررسی کردیم و فکر کردیم که بنگال غربی پتانسیل زیادی برای توسعه پروژه‌های فتوولتائیک دارد.در بنگال غربی انواع زیادی آب وجود دارد، از جمله سدها، استخرهای آبیاری یا تصفیه آب.اینها برای پروژه های شناور ایده آل هستند.در کرالا که آب زیادی وجود دارد، همین امر صادق است.”

تاکنون تمام پروژه ها روی آب شیرین یا برکه های اسیر ساخته شده اند، اما اینطور نیست'منظورش نیست'در اقیانوس غیرممکن استCiel Terre Taiwan اخیراً 88MWP را راه اندازی کرده است'پروژه چانگبین، بزرگترین پروژه آب دریا.این امر مستلزم مشارکت شرکت با Principia است.پرینسیپیا یک شرکت فراساحلی است که راه حل های مقرون به صرفه و طرح های یکپارچه باد و موج را توسعه و اجرا می کند.

شایان ذکر است که حتی فعال ترین شرکت کنندگان مدت هاست که خواستار عدم ساخت این نیروگاه ها بر روی دریاچه های طبیعی و سایر منابع آبی بوده اند.این شرکت ها می گویند که بدون تجربه طولانی مدت PV شناور که می تواند بر پروژه تأثیر بگذارد، ریسک نکنید.در عین حال باید از درگیری با ماهیگیران پرهیز کنیم'امرار معاشپوشاندن حوضچه های طبیعی با فلوتسام به این معنی است که نور خورشید کمتری برای رشد جلبک ها وجود دارد که شکوفایی جلبک ها را کاهش می دهد.انتظار می رود که تبخیر کاهش یابد زیرا بخش بزرگی از بدنه آب توسط نیروگاه های فتوولتائیک شناور پوشانده یا مبهم می شود.انتظار می رود نور و گرما کاهش یابد و مخزن'آبزیان به تعادل جدیدی نیاز دارند.ما ترجیح می دهیم از آب دست ساز استفاده کنیم زیرا تاثیر کمتری بر آبزیان دارد.

نتیجه

اگر سال ها نیروگاه های بزرگ مقیاس ساخته شده با استفاده از این فناوری را در نظر بگیرید، PV شناور راه طولانی را در مدت زمان بسیار کوتاهی پیموده است.این بدان معناست که قبل از انجام فرضیات و پیش‌بینی‌های بزرگ باید محتاط باشیم، اما به نظر راه‌حلی است که می‌تواند شکاف مهمی را در تولید انرژی خورشیدی پر کند.همچنین باعث صرفه جویی در زمین می شود و حتی به مخزن اجازه می دهد تا درآمد بیشتری داشته باشد.در حالی که بسیاری از پروژه های برق آبی بیش از 3.5 روپیه در هر کیلووات ساعت یا حتی بیش از 6 روپیه در هر کیلووات ساعت هزینه دارند، دلایل خوبی برای مخالفت با PV شناور به دلیل هزینه آن وجود دارد.

بر یادگیری از موفقیت های اولیه PV شناور تمرکز کنید، که ممکن است کمتر از انرژی آبی به محیط زیست آسیب برساند، که رک و پوست کنده، در سال های اخیر در هند عملکرد ضعیفی داشته است.Rooftop Solar، اگرچه به شدت یارانه می گیرد، اما خوب کار نمی کند.مانند جریان اصلی خورشیدی، دولت ها باید مطمئن شوند که PV شناور این کار را نمی کند'به راه خورشیدی پشت بام بروید.به منظور حصول اطمینان از پیشرفت واقعی در پروژه، عدم ارزیابی عمق بدنه‌های آبی، داده‌های عمق سنجی توپوگرافی و سایر مشکلات فنی و زیست‌محیطی باید فوراً برطرف شود.یکی از نمونه ها سرنوشت پروژه سد بزرگ ریهند است که به دلیل شناخت محدود از زمین و کمبود اطلاعات با مشکل مواجه شد.

PV شناور همچنین فرصتی واقعی برای نصب برخی از پروژه های خورشیدی واقعاً مهم در تمام ایالت های هند، به ویژه در شرق هند فراهم می کند.