S obzirom na brzi porast instalacija fotonaponskih (PV) sistema u posljednjih nekoliko godina, očekuje se da će globalne instalacije PV sistema ove godine premašiti 450 GW. Kako odgovarajući zemljišni resursi postaju sve oskudniji, tržište mora istražiti raznovrsnije PV primjene. Na ovogodišnjem SNEC-u, najvećoj svjetskoj izložbi solarne energije, mnogi proizvođači modula predstavili su proizvode prilagođene različitim okruženjima, a posebno su se istakle plutajuće i pustinjske PV primjene. Ove inovativne primjene ne samo da rješavaju problem nedostatka zemljišta, već se i integriraju s lokalnim ekosistemima, nudeći i ekonomske i ekološke koristi.
Ovaj članak istražuje scenarije primjene, tehničke karakteristike i budući potencijal plutajućih i pustinjskih fotonaponskih tehnologija. Kroz studije slučaja analizirat ćemo njihove prednosti i izazove u stvarnim primjenama.
Plutajući fotonaponski sistem: Primjene i karakteristike
Plutajući fotonaponski sistemi su nova i obećavajuća tehnologija koja uključuje postavljanje solarnih panela na vodene površine za proizvodnju energije. Nudi višestruke prednosti, uključujući zaštitu okoliša, ekonomske koristi i društvenu vrijednost. Što se tiče instalacije, korištenje ekološki prihvatljivih materijala pomaže u očuvanju vodenih ekosistema, dok pojednostavljeno i brzo postavljanje smanjuje troškove izgradnje i izbjegava sporove oko vlasništva nad zemljištem s kojima se često suočavamo kod projekata fotonaponskih sistema postavljenih na tlu.
Plutajući fotonaponski sistemi mogu se podijeliti u dvije kategorije: na moru i u unutrašnjim vodnim površinama. Projekti u unutrašnjosti uključuju instalacije na jezerima, rezervoarima, napuštenim rudarskim jama, vještačkim jezerima i ribnjacima.
Tehničke karakteristike
Što se tiče odabira modula, dvofazni stakleni moduli su veoma efikasni u plutajućim fotonaponskim sistemima, jer rješavaju probleme propusnosti vodene pare i mogu poboljšati proizvodnju energije za 5-10% u poređenju sa sistemima montiranim na tlu. Što se tiče dizajna sistema, vodena tijela dubine manje od 3 metra obično koriste temelje na fiksnim šipovima, dok se dublje vode (preko 3 metra) oslanjaju na plutajuće strukture, kao što su platforme na bazi pontona ili kutija. Budući da su plutajuće fotonaponske instalacije često brže i jednostavnije od onih na kopnu, programeri sve više istražuju ovaj sektor, stvarajući diferencirano tržište za proizvođače modula. Ovaj trend je bio evidentan na SNEC-u, gdje su mnoge kompanije predstavile fotonaponske module posebno dizajnirane za primjene na bazi vode, što odražava značajan potencijal rasta plutajućih solarnih panela.
Kako plutajući fotonaponski sistemi dobijaju na zamahu, očekuje se da će Kina ove godine započeti projekte fotonaponske energije na moru ukupne snage 2-3 GW, uglavnom u obalnim provincijama kao što su Shandong, Jiangsu, Zhejiang i Fujian. Izgradnja mnogih od ovih projekata planirana je između kraja 2024. i početka 2025. godine, s početkom isporuka u četvrtom kvartalu 2024. godine. Posebno je važno napomenuti da Sungrow Floating PV, koji drži najveći tržišni udio, ostaje jedina kompanija sposobna za izgradnju projekata plutajućih fotonaponskih sistema u vodama dubljim od 100 metara.
Pored velikih instalacija na moru, projekti fotonaponskih sistema na kopnenim vodama u Kini također predstavljaju značajne mogućnosti. Ovi projekti se mogu kategorizirati kao centralizirani ili distribuirani sistemi. Centralizirani projekti fotonaponskih sistema na kopnu, često izgrađeni u područjima slijeganja zbog rudnika uglja, obično se kreću od 50 do 200 MW. U međuvremenu, distribuirani projekti fotonaponskih sistema na bazi ribnjaka uglavnom se kreću od 5 do 30 MW. Ukupno, kineski projekti fotonaponskih sistema na kopnenim vodama pokazuju značajan potencijal, a Infolink očekuje da će kineske plutajuće fotonaponske instalacije ove godine premašiti 5 GW, a globalne kumulativne instalacije dostići 7-8 GW.
Izazovi i rješenja
Uprkos obećavajućem rastu, plutajući fotonaponski sistemi suočavaju se s nekoliko izazova, uključujući složene zahtjeve za izgradnju i održavanje. Pored toga, zabrinutost zbog kvaliteta vode i vodenih ekosistema zahtijeva daljnju validaciju kroz studije slučaja. Kao odgovor na to, kompanije uvode rješenja za rješavanje ovih problema. Na primjer, Sungrow Floating PV je implementirao materijale prehrambene kvalitete u svom projektu rezervoara od 60 MW u Singapuru kako bi osigurao sigurnost kvaliteta vode. Kako sve više kompanija usvaja inovativne tehnologije i stroge ekološke standarde, javno prihvatanje plutajućih fotonaponskih sistema postepeno raste, otvarajući put održivom razvoju.
Pustinjski fotonaponski sistemi: Primjene i karakteristike
Pustinjski fotonaponski sistemi iskorištavaju obilje sunčeve svjetlosti i prostrane, otvorene pejzaže kako bi postigli visoku efikasnost i isplativu proizvodnju energije. Kina je globalni lider u inicijativama za pustinjsku solarnu energiju, s velikim projektima u sušnim regijama poput Xinjianga i Unutrašnje Mongolije. Inicijativa "Shagehuang", prva kineska hibridna baza solarne i vjetroelektrane kapaciteta 10 GW, primjer je ovog trenda. Prva faza (1 GW) već je priključena na mrežu, dok su druga i treća faza u izgradnji.
Zbog strožih propisa o korištenju zemljišta za velike solarne farme, investitori se sve više okreću pustinjskim područjima, gdje je sticanje zemljišta lakše. Štaviše, pustinjski fotonaponski projekti doprinose obnovi okoliša pomažući naporima pošumljavanja, čineći "ozelenjavanje pustinje solarnom energijom" novom strategijom.
Tehnički izazovi i prilagođavanja
Pustinjska okruženja predstavljaju ekstremne izazove za PV module, uključujući visoke temperature, velike dnevne temperaturne varijacije, intenzivno ultraljubičasto zračenje i pješčane oluje. Kako bi se riješili ovi problemi, proizvođači unapređuju tehnologije poput debljeg stakla za otpornost na pijesak, premaza protiv prašine i poboljšane termičke izdržljivosti.
U određenim regijama moraju se ispuniti specifični propisi. Na primjer, u Unutrašnjoj Mongoliji, solarni projekti moraju integrirati skladištenje energije radi stabilnosti mreže i zahtijevati lokalnu proizvodnju fotonaponskih modula i baterija. Štaviše, ograničenja prijenosa u sjeverozapadnoj Kini ograničavaju izvoz električne energije u druge provincije, smanjujući interes za pustinjske fotonaponske projekte. Kao rezultat toga, potražnja za razvojem pustinjskih fotonaponskih sistema ostaje relativno ograničena u 2024. godini.
Budući izgledi
I plutajuće i pustinjske fotonaponske tehnologije predstavljaju obećavajuće pravce za budućnost obnovljive energije. Kako bi se maksimizirale ekonomske koristi, neki projekti plutajućih fotonaponskih sistema uključuju akvakulturu i ekoturizam, formirajući integrirani model "solarnog ribarstva". U međuvremenu, pustinjski fotonaponski projekti istražuju multifunkcionalne pristupe, integrirajući solarnu energiju s poljoprivredom i ekološkom obnovom kako bi razvili održive pustinjske parkove.
Iako ove primjene trenutno ostaju nišne tržišta globalno, kontinuirani tehnološki napredak i podržavajuće politike mogle bi potaknuti njihovo širenje. S rastućim ekološkim problemima i potražnjom za energijom, i plutajući i pustinjski fotonaponski sistemi imaju potencijal da postignu ravnotežu između ekonomske isplativosti i ekološke održivosti, stvarajući scenario u kojem svi dobijaju za energetsku tranziciju.
