فناوری‌های فتوولتائیک شناور و صحرایی: پتانسیل آینده و چشم‌انداز کاربردها

فتوولتائیک شناور: کاربردها و ویژگی‌ها
فتوولتائیک شناور یک فناوری نوظهور و امیدوارکننده است که شامل نصب پنل‌های خورشیدی روی سطوح آب برای تولید برق می‌شود. این فناوری مزایای متعددی از جمله حفاظت از محیط زیست، مزایای اقتصادی و ارزش اجتماعی را ارائه می‌دهد. از نظر نصب، استفاده از مواد سازگار با محیط زیست به حفظ اکوسیستم‌های آبی کمک می‌کند، در حالی که استقرار ساده و سریع، هزینه‌های ساخت و ساز را کاهش می‌دهد و از اختلافات مالکیت زمین که معمولاً در پروژه‌های فتوولتائیک زمینی با آن مواجه هستیم، جلوگیری می‌کند.

سیستم‌های فتوولتائیک شناور را می‌توان به دو دسته طبقه‌بندی کرد: آب‌های فراساحلی و آب‌های داخلی. پروژه‌های داخلی شامل نصب در دریاچه‌ها، مخازن آب، گودال‌های معدنی متروکه، دریاچه‌های مصنوعی و برکه‌ها می‌شوند.

ویژگی‌های فنی
برای انتخاب ماژول، ماژول‌های شیشه‌ای دوطرفه در کاربردهای شناور فتوولتائیک بسیار مؤثر هستند، زیرا به مسائل نفوذپذیری بخار آب می‌پردازند و می‌توانند تولید برق را در مقایسه با سیستم‌های زمینی ۵ تا ۱۰ درصد بهبود بخشند. از نظر طراحی سیستم، آب‌های با عمق کمتر از ۳ متر معمولاً از پایه‌های شمع ثابت استفاده می‌کنند، در حالی که آب‌های عمیق‌تر (بیش از ۳ متر) به سازه‌های شناور مانند سکوهای پانتونی یا جعبه‌ای متکی هستند. از آنجایی که تأسیسات شناور فتوولتائیک اغلب سریع‌تر و ساده‌تر از تأسیسات زمینی هستند، توسعه‌دهندگان به طور فزاینده‌ای در حال بررسی این بخش هستند و بازار متمایزی را برای تولیدکنندگان ماژول ایجاد می‌کنند. این روند در SNEC مشهود بود، جایی که بسیاری از شرکت‌ها ماژول‌های فتوولتائیک را که به طور خاص برای کاربردهای مبتنی بر آب طراحی شده‌اند، به نمایش گذاشتند که نشان دهنده پتانسیل رشد قابل توجه انرژی خورشیدی شناور است.

با افزایش محبوبیت نیروگاه‌های خورشیدی شناور، انتظار می‌رود چین امسال پروژه‌های خورشیدی فراساحلی با مجموع ۲ تا ۳ گیگاوات را عمدتاً در استان‌های ساحلی مانند شاندونگ، جیانگ سو، ژجیانگ و فوجیان آغاز کند. بسیاری از این پروژه‌ها قرار است بین اواخر ۲۰۲۴ و اوایل ۲۰۲۵ ساخته شوند و ارسال محموله‌ها از سه‌ماهه چهارم ۲۰۲۴ آغاز شود. نکته قابل توجه این است که شرکت سانگرو فلوتینگ فتوولتائیک که بیشترین سهم بازار را در اختیار دارد، تنها شرکتی است که قادر به ساخت پروژه‌های خورشیدی شناور در آب‌های با عمق بیش از ۱۰۰ متر است.

فراتر از تأسیسات فراساحلی در مقیاس بزرگ، پروژه‌های فتوولتائیک مبتنی بر آب در داخل کشور در چین نیز فرصت‌های قابل توجهی را ارائه می‌دهند. این پروژه‌ها را می‌توان به عنوان سیستم‌های متمرکز یا توزیع‌شده طبقه‌بندی کرد. پروژه‌های فتوولتائیک متمرکز در داخل کشور، که اغلب در مناطق فرونشست ناشی از استخراج زغال‌سنگ ساخته می‌شوند، معمولاً بین ۵۰ تا ۲۰۰ مگاوات ظرفیت دارند. در همین حال، پروژه‌های فتوولتائیک مبتنی بر حوضچه توزیع‌شده عموماً بین ۵ تا ۳۰ مگاوات ظرفیت دارند. در مجموع، پروژه‌های فتوولتائیک آب‌های داخلی چین پتانسیل قابل توجهی را نشان می‌دهند و اینفولینک انتظار دارد که تأسیسات فتوولتائیک شناور چین امسال از ۵ گیگاوات فراتر رود و مجموع تأسیسات تجمعی جهانی به ۷ تا ۸ گیگاوات برسد.

چالش‌ها و راهکارها
با وجود رشد امیدوارکننده، سیستم‌های فتوولتائیک شناور با چالش‌های متعددی از جمله الزامات پیچیده ساخت و نگهداری مواجه هستند. علاوه بر این، نگرانی‌ها در مورد کیفیت آب و اکوسیستم‌های آبی نیاز به اعتبارسنجی بیشتر از طریق مطالعات موردی دارد. در پاسخ، شرکت‌ها در حال معرفی راه‌حل‌هایی برای رسیدگی به این مسائل هستند. به عنوان مثال، شرکت سانگرو فلوتینگ فتوولتائیک در پروژه مخزن ۶۰ مگاواتی خود در سنگاپور، از مواد با کیفیت غذایی استفاده کرد تا ایمنی کیفیت آب را تضمین کند. با افزایش تعداد شرکت‌هایی که فناوری‌های نوآورانه و استانداردهای سختگیرانه زیست‌محیطی را اتخاذ می‌کنند، پذیرش عمومی فتوولتائیک شناور به تدریج در حال افزایش است و راه را برای توسعه پایدار هموار می‌کند.