Sự trỗi dậy của nhà máy điện nổi trên mặt nước!

Một thập kỷ trước, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo cận biên.Chỉ trong 10 năm, năng lượng mặt trời đã trở thành lựa chọn ưu việt.Bây giờ, nó'Đã đến lúc xem xét sự gia tăng của pv thả nổi.Hãy nghĩ về nó.Trước năm 2013, tế bào quang điện nổi không'thậm chí còn không tồn tại.

Bằng sáng chế đầu tiên cho quang điện nổi được nộp vào năm 2008. Năm 2006, chuyên gia quang điện nổi Ciel et Terre, có trụ sở tại Lille, Pháp, bắt đầu thúc đẩy ý tưởng này.

Năm 2007, một nhà máy điện thương mại nhỏ 175KW đã được xây dựng trên một cái ao ở Far Niente, một nhà sản xuất rượu ở Napa Valle, để giảm chi phí năng lượng và tránh bị chiếm đất.Lợi nhuận cao hơn có thể được thực hiện bằng cách trồng dây leo trên đất.

Hệ thống quang điện nổi chính thức đầu tiên được xây dựng ở tỉnh Aichi, Nhật Bản vào năm 2007. Kể từ đó, nhiều quốc gia đã chứng kiến ​​sự xuất hiện của các nhà máy nhỏ dưới mức megawatt, đặc biệt là ở Pháp, Ý, Hàn Quốc, Tây Ban Nha và Hoa Kỳ. được sử dụng chủ yếu cho nghiên cứu và trình diễn.Hãy nhớ rằng ngay cả“Bình thường”chi phí năng lượng mặt trời không thể duy trì trong giai đoạn này và chỉ có thể đạt được bằng mức giá ưu đãi hào phóng và trợ cấp trực tiếp.

Cho đến nay, rõ ràng châu Á sẽ thống trị PV nổi trong tương lai gần và hơn thế nữa.

Chúng tôi chọn PV nổi vì tin tức về lĩnh vực mới này chưa dừng lại từ tháng trước.Đầu tiên là NTPC đã đưa vào vận hành nhà máy quang điện nổi công suất 10MW tại NTPC'Hồ chứa Nhà máy Nhiệt điện Simhadari.Nhà máy dễ dàng trở thành Ấn Độ'là lớn nhất trong lĩnh vực này, nhưng không lâu.Sau đó Ciel Et Terre khánh thành trạm 5,4 MW tại Sagardighi ở Tây Bengal, trạm đầu tiên thuộc loại này tại một nhà máy nhiệt điện.

Cái đó'đó không phải là tất cả.Vào thời điểm bạn đọc câu chuyện này, NTPC có thể đã khánh thành một Ấn Độ khác'Nhà máy điện mặt trời nổi lớn nhất thế giới, nhà máy điện mặt trời nổi 100 MW được lên kế hoạch cho giai đoạn đầu tiên tại Telangana.Việc xây dựng dự án ban đầu dự kiến ​​​​khởi động vào tháng 5, nhưng do bệnh vương miện mới nên hiện tại sẽ được khởi công theo từng giai đoạn, mỗi giai đoạn khoảng 15MW và toàn bộ dự án 100MW sẽ hoàn thành vào cuối năm nay.

Dự án trị giá 4,23 tỷ Rupee Ấn Độ cuối cùng sẽ bao gồm các vùng nước hoặc hồ chứa phục vụ Nhà máy Nhiệt điện Ramagundam.Chi phí của điện mặt trời nổi cũng đang giảm đều đặn, với giá thầu RS3,29 kWh cho dự án điện mặt trời nổi 150MW tại Ridam Hand Reservoir ở bang Uttar Pradesh, do Shapoorji Palonji Rup và Renew Power giành được.(lưu ý: dự án đã bị chậm tiến độ do vấn đề liên quan đến địa hình).

Không chỉ vậy, một nhà máy điện 60MW đã được đưa vào vận hành trên toàn thế giới tại Singapore.Đây là một trong những nhà máy điện nổi lớn nhất thế giới và được xây dựng trên hồ chứa bởi một công ty con của Sembcorp Industries trên diện tích 45 ha (111 mẫu Anh).Trên hòn đảo Batam gần đó ở Indonesia, SUNSEAP có trụ sở tại Singapore cũng đã công bố kế hoạch đầu tư hơn 2 tỷ USD vào một nhà máy lưu trữ Solar + 2,3 GW khác.

Trong một báo cáo tháng 3, công ty nghiên cứu thị trường Transparency Market Research (T) dự đoán mức tăng trưởng mạnh mẽ vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 43%.Talso kỳ vọng rằng sự đổi mới và tiến bộ công nghệ sẽ đảm bảo đà tăng trưởng của quang điện nổi không bị chậm lại.Việc tăng cường áp dụng mô-đun PV nổi ở các nước đang phát triển như Ấn Độ và Trung Quốc sẽ thúc đẩy tăng trưởng hơn nữa.Gần 40 trong số hơn 63 quốc gia đã công bố các dự án điện mặt trời nổi đã có một dự án đang hoạt động hoặc gần đó.

Ngày nay, công suất lắp đặt thực tế của quang điện nổi là gần 3 GW, trong khi tổng công suất lắp đặt của năng lượng mặt trời là gần 775 GW.Khi giá thành năng lượng mặt trời tiếp tục giảm cùng với quy mô ngày càng tăng và sự hiểu biết sâu sắc hơn về công nghệ, quang điện nổi không còn là lựa chọn cho tương lai và thời đại quang điện nổi đã đến.

Tại sao lại nổi pv?

Những ưu điểm cơ bản của PV nổi đã được biết đến.Có thể thấy tiến bộ ở những khu vực có mật độ dân số cao, đặc biệt ở những nơi có sự cạnh tranh khốc liệt về đất đai sẵn có.Đông Ấn Độ là một trường hợp điển hình.Liên kết quang điện nổi với các hồ chứa lớn được xây dựng cho thủy điện có thể đưa quang điện nổi đến gần cơ sở hạ tầng truyền tải điện hiện có hoặc tới các trung tâm nhu cầu như nhà máy xử lý nước, một lợi thế khác thúc đẩy sự phát triển của quang điện nổi.

Do tác dụng làm mát của nước và giảm bụi, các dự án điện mặt trời nổi có lợi thế rõ ràng trong việc tăng sản lượng năng lượng.Trên cơ sở tuổi thọ 25 năm, những ưu điểm này giúp thu hẹp khoảng cách với chi phí ban đầu của năng lượng mặt trời trên mặt đất, thường chiếm 10-15% chi phí.

Nói một cách đơn giản, PV nổi bù đắp cho năng lượng mặt trời'nhu cầu năng lượng chưa được đáp ứng củaỞ một số nơi, để lắp đặt năng lượng mặt trời trên mặt đất cần phải có nhiều đất, đây là một vấn đề.Việc sản xuất điện có thể được thực hiện hiệu quả hơn bằng cách kết hợp nó với các nguồn tài nguyên hiện có, chẳng hạn như nhà máy nhiệt điện hoặc nhà máy thủy điện.

Đối với các nhà máy thủy điện, hồ chứa có thể giảm thủy điện vào những giờ cao điểm trong ngày, khi điện mặt trời phát huy tác dụng.Chiếc đầu tiên thuộc loại này được chế tạo ở Bồ Đào Nha vào năm 2017 và được EDP lắp đặt.Vì tăng trưởng sản lượng có thể dự đoán được nên cho đến nay phản hồi vẫn tích cực.Nó cũng có nghĩa là độ ổn định và độ tin cậy của lưới điện cao hơn về mặt quy mô.

Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) ước tính có gần 380.000 hồ chứa nước ngọt trên khắp thế giới có tiềm năng kết hợp các cơ sở quang điện nổi và thủy điện hiện có.Tất nhiên, phân tích toàn diện có thể phát hiện một số hồ chứa không phù hợp do nhiều vấn đề khác nhau, chẳng hạn như mực nước thấp và thậm chí các hồ chứa không trữ nước trong mùa khô.Nhưng chắc chắn rằng việc tìm diện tích cho dự án xây dựng hoàn toàn không phải là vấn đề.Công suất phát điện tiềm năng gần như là 7TW, không thể đánh giá thấp.

Thử thách của pv nổi

Trong tất cả những thách thức của PV nổi, thách thức lớn nhất có lẽ là ai sẽ hỗ trợ nó, cho dù nó'chi phí, công nghệ hoặc tài chính.Các nhà máy điện mặt trời trên mặt đất nhận được rất nhiều trợ cấp, giá ưu đãi và hơn thế nữa.Nhưng giống nhau“Khởi nghiệp”PV nổi không thể đạt được lợi ích ngoại trừ việc dựa vào khu vực tư nhân để vận hành.Tin tốt là công nghệ đang bắt kịp nhanh chóng và các vấn đề chính như chênh lệch chi phí đang đi theo hướng có thể quản lý được.

Vấn đề về chất lượng

Xét về bản chất, PV nổi đòi hỏi phải chú ý nhiều hơn trong thiết kế và xây dựng.Như Ushadevi khẳng định, sự khác biệt chính là ở các nước phát triển khác, sự lựa chọn hoàn toàn dựa trên thông tin kỹ thuật, khả năng tài chính và danh tiếng.Ở Ấn Độ, Giá là yếu tố chính.Các nhà phát triển Ấn Độ và các công ty EPC nên hết sức thận trọng trong việc lựa chọn công nghệ.Để giảm thiểu rủi ro, các nhà phát triển nên tập trung vào việc tìm kiếm nguyên liệu thô chất lượng cao, chất ổn định tia cực tím hạng nhất, máy móc chất lượng cao để sản xuất phao chất lượng cao, kiểm tra đảm bảo chất lượng, quy trình, thử nghiệm và xác nhận thiết kế cũng như thu được các giải pháp đáng tin cậy.”

Giá thành hệ thống PV nổi đã tăng 10-15%, chủ yếu đến từ các kết cấu nổi, hệ thống neo và neo cần thiết cho hệ thống nổi.Chi phí phát triển đã giảm.Hệ thống nổi đặt ra những thách thức cụ thể liên quan đến việc thả neo và neo đậu, với những thay đổi có thể xảy ra về mực nước, loại lòng hồ chứa, độ sâu và điều kiện thời tiết khắc nghiệt như gió mạnh và sóng làm tăng thêm chi phí kỹ thuật và xây dựng.

Gần nước cũng có nghĩa là phải chú ý hơn đến việc quản lý cáp và kiểm tra cách điện so với trên đất liền, đặc biệt là khi cáp tiếp xúc với nước.Một yếu tố khác là áp suất ma sát và cơ học không đổi lên các bộ phận chuyển động của nhà máy quang điện nổi.Một hệ thống được thiết kế và bảo trì kém có thể thất bại thảm hại.Các thiết bị tuyển nổi cũng có nguy cơ bị hỏng và bị ăn mòn do độ ẩm, đặc biệt là trong môi trường ven biển khắc nghiệt hơn.Mô-đun quang điện có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt trong 25 năm phải được lựa chọn theo tiêu chuẩn chất lượng phù hợp.Vai trò của neo đậu là phân tán tải trọng gió và sóng, giảm thiểu sự chuyển động của đảo mặt trời, tránh nguy cơ va vào bờ hoặc bị thổi bay khi bão.Cần có các nghiên cứu kỹ thuật sâu rộng để đánh giá thiết kế đảo và mỏ neo phù hợp, tính khả thi kỹ thuật tổng thể và khả năng thương mại của dự án.

Dự đoán dài hạn

NREL ước tính có 379068 hồ chứa thủy điện nước ngọt trên khắp thế giới có thể chứa các nhà máy quang điện nổi bên cạnh các nhà máy hiện có.Một số hồ chứa có thể khô cạn trong một khoảng thời gian trong năm hoặc không phù hợp với điện mặt trời nổi, vì vậy cần có thêm dữ liệu lựa chọn địa điểm trước khi dự án có thể được triển khai.Lợi ích lớn nhất của PV nổi là nó không chiếm diện tích đất quý giá, điều này ngày càng có tầm quan trọng đối với Ấn Độ.Chúng tôi đã chứng kiến ​​các dự án bị ảnh hưởng bởi xung đột đất đai giữa các nhà máy điện mặt trời và các vấn đề liên quan đến đất chăn thả cũng như môi trường sống của loài bán thân lớn ở Ấn Độ.Khi nói đến việc xây dựng các tổ máy quang điện nổi trên các hồ chứa dự án thủy điện, công suất tăng lên thực sự có thể giúp tránh được một số vấn đề của các dự án thủy điện đã được quy hoạch.Một ví dụ là dự án Tapovan ở quận Chamoli của NTPC ở Uttarakhand, gần đây đã bị thiệt hại nặng nề do lũ quét.Dự án chậm tiến độ hơn 10 năm, chi phí gấp hơn 5 lần dự toán ban đầu và dự án sông theo quy hoạch có thể dễ dàng tạo ra điện thông qua công ty'Có nhiều dự án quang điện nổi trong hồ chứa giao thông.

Ushadevi của Ciel Et Terre khẳng định:'Vì quỹ đất khan hiếm, các vấn đề pháp lý và tranh chấp về thu hồi đất cũng như việc thu hồi đất bị trì hoãn vô thời hạn, PV nổi là giải pháp hoàn hảo.Với sự khan hiếm nước, sự bốc hơi nước, vấn đề đất đai và mặt tích cực của việc có sẵn nhiều nước, chúng tôi khá chắc chắn rằng Ấn Độ sẽ'nhu cầu về PV nổi cuối cùng đã đến.Chúng tôi tin rằng các giải pháp nổi sẽ là một trong những động lực chính trong ngành PV và chúng tôi đặt mục tiêu phát triển các giải pháp công nghệ Hydrelio 1GW ở Ấn Độ trong 2-3 năm tới.”

Để minh họa quan điểm của mình, ông trích dẫn ví dụ về Tây Bengal.“Trước đây, chúng tôi đã xem xét rất nhiều dự án ở Tây Bengal và cho rằng Tây Bengal có tiềm năng lớn để phát triển các dự án quang điện.Có nhiều loại thủy vực ở Tây Bengal, bao gồm đập, ao tưới tiêu hoặc xử lý nước.Đây là những lý tưởng cho các dự án nổi.Điều này cũng đúng ở Kerala, nơi có nhiều nước.”

Cho đến nay, tất cả các dự án đều được xây dựng trên nước ngọt hoặc trên ao nuôi, nhưng điều đó không'ý tôi là vậy'điều đó là không thể trong đại dương.Ciel Terre Đài Loan vừa ra mắt 88MWP'Dự án Changbin, dự án nước biển lớn nhất.Điều này đòi hỏi công ty phải hợp tác với Principia.Principia là công ty hàng đầu ở nước ngoài chuyên phát triển và triển khai các giải pháp tiết kiệm chi phí cũng như thiết kế tích hợp sóng và gió.

Điều đáng chú ý là ngay cả những người tham gia tích cực nhất từ ​​lâu cũng kêu gọi không xây dựng những nhà máy này trên các hồ tự nhiên và các vùng nước khác.Các công ty cho biết không nên chấp nhận rủi ro nếu không có kinh nghiệm lâu năm về quang điện nổi, điều này có thể ảnh hưởng đến dự án.Đồng thời, tránh xung đột với ngư dân'sinh kế của.Che phủ các ao tự nhiên bằng flotsam có nghĩa là có ít ánh sáng mặt trời hơn cho tảo phát triển, điều này làm giảm tảo nở hoa.Sự bốc hơi được dự đoán sẽ giảm do phần lớn nước sẽ bị bao phủ hoặc che khuất bởi các nhà máy quang điện nổi.Ánh sáng và nhiệt được dự kiến ​​sẽ giảm, và hồ chứa'đời sống thủy sinh cần một sự cân bằng mới.Chúng tôi thích sử dụng nước nhân tạo hơn vì nó ít ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh hơn.

Phần kết luận

Nếu bạn tính đến số năm các nhà máy điện quy mô lớn được xây dựng bằng công nghệ này, thì PV nổi đã đi được một chặng đường dài trong một thời gian rất ngắn.Điều đó có nghĩa là chúng ta cần thận trọng trước khi đưa ra những giả định và dự đoán lớn, nhưng nó có vẻ như là một giải pháp có thể lấp đầy khoảng trống quan trọng trong sản xuất điện mặt trời.Nó cũng sẽ tiết kiệm đất và thậm chí cho phép hồ chứa mang lại nhiều doanh thu hơn.Trong khi nhiều dự án thủy điện có giá cao hơn 3,5 rupee/kWh, hoặc thậm chí hơn 6 rupee/kWh, thì có nhiều lý do chính đáng để phản đối việc sử dụng điện mặt trời nổi vì chi phí của nó.

Tập trung học hỏi từ những thành công ban đầu của điện mặt trời nổi, có thể ít gây hại cho môi trường hơn so với thủy điện, mà nói thẳng ra là hoạt động kém hiệu quả ở Ấn Độ trong những năm gần đây.Rooftop Solar dù được trợ cấp nhiều nhưng hoạt động không hiệu quả.Giống như năng lượng mặt trời chính thống, các chính phủ cần đảm bảo rằng quang điện nổi không't đi theo con đường năng lượng mặt trời trên mái nhà.Để đảm bảo tiến độ thực sự của dự án, việc thiếu đánh giá độ sâu của các vùng nước, dữ liệu độ sâu địa hình và các vấn đề kỹ thuật và môi trường khác cần phải được giải quyết khẩn cấp.Một ví dụ là số phận của dự án Đập lớn Rihand gặp rắc rối vì hiểu biết hạn chế về địa hình và thiếu thông tin.

PV nổi cũng mang đến cơ hội thực sự để lắp đặt một số dự án năng lượng mặt trời thực sự quan trọng ở tất cả các bang của Ấn Độ, đặc biệt là ở miền đông Ấn Độ.