С бързото увеличение на фотоволтаичните (PV) инсталации през последните няколко години, се очаква глобалните PV системи да надхвърлят 450 GW тази година. Тъй като подходящите земни ресурси стават все по-оскъдни, пазарът трябва да проучи по-разнообразни PV приложения. На тазгодишното SNEC, най-голямото изложение за слънчева енергия в света, много производители на модули представиха продукти, пригодени за различни среди, като се открояват плаващи и пустинни PV приложения. Тези иновативни приложения не само се справят с недостига на земя, но и се интегрират с местните екосистеми, предлагайки както икономически, така и екологични ползи.
Тази статия изследва сценариите на приложение, техническите характеристики и бъдещия потенциал на плаващите и пустинните фотоволтаични технологии. Чрез казуси ще анализираме техните предимства и предизвикателства в реални приложения.
Плаващи фотоволтаични системи: Приложения и характеристики
Плаващите фотоволтаични системи са нововъзникваща и обещаваща технология, която включва инсталиране на слънчеви панели върху водни повърхности за производство на електроенергия. Тя предлага множество предимства, включително опазване на околната среда, икономически ползи и социална стойност. По отношение на монтажа, използването на екологични материали помага за опазването на водните екосистеми, докато опростеното и бързо внедряване намалява строителните разходи и избягва спорове за собственост на земята, които често се срещат при наземни фотоволтаични проекти.
Плаващите фотоволтаични системи могат да бъдат класифицирани в две категории: офшорни и вътрешни водни басейни. Проектите във вътрешните водни басейни включват инсталации на езера, резервоари, изоставени минни кариери, изкуствени езера и водоеми.
Технически характеристики
Що се отнася до избора на модули, двустранните стъклени модули са високоефективни в плаващи фотоволтаични приложения, тъй като те решават проблеми с пропускливостта на водните пари и могат да подобрят производството на електроенергия с 5-10% в сравнение с наземно монтираните системи. По отношение на системния дизайн, водните басейни с дълбочина по-малка от 3 метра обикновено използват фундаменти с фиксирани пилоти, докато по-дълбоките води (над 3 метра) разчитат на плаващи конструкции, като например платформи, базирани на понтон или кутии. Тъй като плаващите фотоволтаични инсталации често са по-бързи и по-прости от наземните, разработчиците все повече проучват този сектор, създавайки диференциран пазар за производителите на модули. Тази тенденция беше очевидна на SNEC, където много компании представиха фотоволтаични модули, специално проектирани за приложения на водна основа, отразявайки значителния потенциал за растеж на плаващите слънчеви системи.
С набирането на скорост в областта на плаващите фотоволтаични системи, се очаква Китай да започне офшорни фотоволтаични проекти с обща мощност 2-3 GW тази година, главно в крайбрежни провинции като Шандонг, Дзянсу, Джъдзян и Фуджиан. Много от тези проекти са планирани за изграждане между края на 2024 г. и началото на 2025 г., като доставките започват през четвъртото тримесечие на 2024 г. Забележително е, че Sungrow Floating PV, която държи най-големия пазарен дял, остава единствената компания, способна да изгражда плаващи фотоволтаични проекти във води с дълбочина над 100 метра.
Освен мащабните офшорни инсталации, проектите за фотоволтаични системи във вътрешни води в Китай също представляват значителни възможности. Тези проекти могат да бъдат категоризирани като централизирани или разпределени системи. Централизираните проекти за фотоволтаични системи във вътрешни води, често изградени в зони на слягане от въгледобива, обикновено варират от 50 до 200 MW. В същото време, разпределените проекти за фотоволтаични системи, базирани на езера, обикновено варират от 5 до 30 MW. Като цяло, проектите за фотоволтаични системи във вътрешни води в Китай показват значителен потенциал и Infolink очаква плаващите фотоволтаични инсталации в Китай да надхвърлят 5 GW тази година, като глобалните кумулативни инсталации ще достигнат 7-8 GW.
Предизвикателства и решения
Въпреки обещаващия си растеж, плаващите фотоволтаични системи са изправени пред няколко предизвикателства, включително сложни изисквания за изграждане и поддръжка. Освен това, опасенията относно качеството на водата и водните екосистеми изискват допълнително потвърждаване чрез казуси. В отговор компаниите въвеждат решения за справяне с тези проблеми. Например, Sungrow Floating PV внедри материали за хранителни цели в своя проект за резервоар с мощност 60 MW в Сингапур, за да гарантира безопасността на качеството на водата. С все повече компании, които внедряват иновативни технологии и строги екологични стандарти, общественото приемане на плаващите фотоволтаични системи постепенно се увеличава, проправяйки пътя за устойчиво развитие.
Пустинни фотоволтаични системи: Приложения и характеристики
Пустинните фотоволтаични системи се възползват от изобилната слънчева светлина и обширните, открити ландшафти, за да постигнат висока ефективност и рентабилно производство на енергия. Китай е световен лидер в инициативите за пустинна слънчева енергия, с мащабни проекти в сухи региони като Синцзян и Вътрешна Монголия. Инициативата „Шагехуанг“, първата в Китай хибридна слънчева и вятърна енергийна база с мощност 10 GW, е пример за тази тенденция. Първата фаза (1 GW) вече е свързана към мрежата, докато втората и третата фаза са в процес на изграждане.
Поради по-строгите разпоредби за земеползване за големи слънчеви паркове, предприемачите все по-често се насочват към пустинни райони, където придобиването на земя е по-лесно. Освен това, пустинните фотоволтаични проекти допринасят за възстановяването на околната среда, като подпомагат усилията за залесяване, което прави „озеленяването на пустинята със слънчева енергия“ нововъзникваща стратегия.
Технически предизвикателства и адаптации
Пустинните среди представляват изключителни предизвикателства за фотоволтаичните модули, включително високи температури, големи дневни температурни колебания, интензивно ултравиолетово лъчение и пясъчни бури. За да се справят с тези проблеми, производителите усъвършенстват технологии като по-дебело стъкло за устойчивост на пясък, покрития против прах и подобрена термична издръжливост.
В определени региони трябва да се спазват специфични разпоредби. Например във Вътрешна Монголия, слънчевите проекти трябва да интегрират съхранение на енергия за стабилност на мрежата и да изискват местно производство на фотоволтаични модули и батерии. Освен това, ограниченията в преноса в северозападен Китай ограничават износа на електроенергия към други провинции, което намалява интереса към пустинни фотоволтаични проекти. В резултат на това търсенето на пустинни фотоволтаични проекти остава относително ограничено през 2024 г.
Бъдещи перспективи
Както плаващите, така и пустинните фотоволтаични технологии представляват обещаващи насоки за бъдещето на възобновяемата енергия. За да се увеличат максимално икономическите ползи, някои проекти за плаващи фотоволтаични системи включват аквакултури и екотуризъм, образувайки интегриран модел „слънчев риболов“. Междувременно, пустинните фотоволтаични проекти изследват многофункционални подходи, интегрирайки слънчевата енергия със селското стопанство и екологичното възстановяване, за да развият устойчиви пустинни паркове.
Въпреки че тези приложения в момента остават нишови пазари в световен мащаб, непрекъснатият технологичен напредък и подкрепящите политики биха могли да стимулират тяхното разширяване. С нарастващите екологични проблеми и търсене на енергия, както плаващите, така и пустинните фотоволтаични системи имат потенциала да постигнат баланс между икономическа жизнеспособност и екологична устойчивост, създавайки печеливш сценарий за енергийния преход.
