S brzim porastom instalacija fotonaponskih (FN) sustava u posljednjih nekoliko godina, očekuje se da će globalne instalacije FN sustava ove godine premašiti 450 GW. Kako prikladni kopneni resursi postaju sve oskudniji, tržište mora istražiti raznolikije FN primjene. Na ovogodišnjem SNEC-u, najvećoj svjetskoj izložbi solarne energije, mnogi proizvođači modula predstavili su proizvode prilagođene različitim okruženjima, a ističu se plutajuće i pustinjske FN primjene. Ove inovativne primjene ne samo da rješavaju problem nedostatka zemljišta, već se i integriraju s lokalnim ekosustavima, 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 sustav: Primjene i značajke
Plutajući fotonaponski sustavi 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 ekosustava, dok pojednostavljeno i brzo postavljanje smanjuje troškove gradnje i izbjegava sporove oko vlasništva nad zemljištem s kojima se često suočavamo u projektima fotonaponskih sustava postavljenih na tlu.
Plutajući fotonaponski sustavi mogu se podijeliti u dvije kategorije: na moru i u kopnenim vodnim površinama. Projekti u kopnenim vodama uključuju instalacije na jezerima, akumulacijama, napuštenim rudarskim jama, umjetnim jezerima i ribnjacima.
Tehničke značajke
Za odabir modula, dvofazni stakleni moduli vrlo su učinkoviti u plutajućim fotonaponskim sustavima, jer rješavaju probleme propusnosti vodene pare i mogu poboljšati proizvodnju energije za 5-10% u usporedbi sa sustavima montiranim na tlu. Što se tiče dizajna sustava, vodena tijela dubine manje od 3 metra obično koriste temelje na fiksnim pilotima, dok se dublje vode (preko 3 metra) oslanjaju na plutajuće konstrukcije, poput platformi 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 bio je vidljiv na SNEC-u, gdje su mnoge tvrtke predstavile fotonaponske module posebno dizajnirane za primjene na bazi vode, što odražava značajan potencijal rasta plutajućih solarnih panela.
Kako plutajući fotonaponski sustavi dobivaju na zamahu, očekuje se da će Kina ove godine započeti projekte plutajućih fotonaponskih sustava ukupne snage 2-3 GW, uglavnom u obalnim pokrajinama poput Shandonga, Jiangsua, Zhejianga i Fujiana. Izgradnja mnogih od ovih projekata planirana je između kraja 2024. i početka 2025., s početkom isporuka u četvrtom tromjesečju 2024. Značajno je da Sungrow Floating PV, koji drži najveći tržišni udio, ostaje jedina tvrtka sposobna za izgradnju plutajućih fotonaponskih projekata u vodama dubljim od 100 metara.
Osim velikih instalacija na moru, fotonaponski projekti na kopnenim vodama u Kini također predstavljaju značajne mogućnosti. Ovi projekti mogu se kategorizirati kao centralizirani ili distribuirani sustavi. Centralizirani fotonaponski projekti na kopnenim vodama, često izgrađeni u područjima slijeganja zbog rudnika ugljena, obično se kreću od 50 do 200 MW. U međuvremenu, distribuirani fotonaponski projekti na ribnjacima općenito se kreću od 5 do 30 MW. Ukupno, kineski fotonaponski projekti na kopnenim vodama pokazuju značajan potencijal, a Infolink očekuje da će kineske plutajuće fotonaponske instalacije ove godine premašiti 5 GW, a globalne kumulativne instalacije dosegnuti 7-8 GW.
Izazovi i rješenja
Unatoč obećavajućem rastu, plutajući fotonaponski sustavi suočavaju se s nekoliko izazova, uključujući složene zahtjeve izgradnje i održavanja. Osim toga, zabrinutost zbog kvalitete vode i vodenih ekosustava zahtijeva daljnju validaciju kroz studije slučaja. Kao odgovor na to, tvrtke uvode rješenja za rješavanje tih problema. Na primjer, Sungrow Floating PV implementirao je materijale prehrambene kvalitete u svom projektu rezervoara od 60 MW u Singapuru kako bi osigurao sigurnost kvalitete vode. Kako sve više tvrtki usvaja inovativne tehnologije i stroge ekološke standarde, javno prihvaćanje plutajućih fotonaponskih sustava postupno raste, otvarajući put održivom razvoju.
Pustinjski fotonaponski sustavi: Primjene i značajke
Pustinjski fotonaponski sustavi iskorištavaju obilje sunčeve svjetlosti i prostrane, otvorene krajolike kako bi postigli visoku učinkovitost i isplativu proizvodnju energije. Kina je globalni lider u inicijativama za pustinjsku solarnu energiju, s velikim projektima u sušnim regijama poput Xinjianga i Unutarnje Mongolije. Inicijativa "Shagehuang", prva kineska hibridna baza solarne i vjetroelektrane snage 10 GW, primjer je ovog trenda. Prva faza (1 GW) već je spojena 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 stjecanje zemljišta lakše. Štoviše, pustinjski fotonaponski projekti doprinose obnovi okoliša pomažući naporima pošumljavanja, čineći "ozelenjavanje pustinje solarnom energijom" novom strategijom.
Tehnički izazovi i prilagodbe
Pustinjska okruženja predstavljaju ekstremne izazove za fotonaponske module, uključujući visoke temperature, velike dnevne temperaturne varijacije, intenzivno ultraljubičasto zračenje i pješčane oluje. Kako bi riješili te probleme, proizvođači unapređuju tehnologije poput debljeg stakla za otpornost na pijesak, premaza protiv prašine i poboljšane toplinske izdržljivosti.
U određenim regijama moraju se ispuniti specifični propisi. Na primjer, u Unutarnjoj Mongoliji, solarni projekti moraju integrirati skladištenje energije za stabilnost mreže i zahtijevati lokalnu proizvodnju fotonaponskih modula i baterija. Štoviše, ograničenja prijenosa u sjeverozapadnoj Kini ograničavaju izvoz električne energije u druge pokrajine, smanjujući interes za pustinjske fotonaponske projekte. Kao rezultat toga, potražnja za razvojem pustinjskih fotonaponskih sustava ostaje relativno ograničena u 2024. godini.
Budući izgledi
I plutajuće i pustinjske fotonaponske tehnologije predstavljaju obećavajuće smjerove za budućnost obnovljive energije. Kako bi se maksimizirale ekonomske koristi, neki projekti plutajućih fotonaponskih sustava uključuju akvakulturu i ekoturizam, tvoreći 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 nišna tržišta globalno, kontinuirani tehnološki napredak i potporne politike mogle bi potaknuti njihovo širenje. S rastućom zabrinutošću za okoliš i potražnjom za energijom, i plutajući i pustinjski fotonaponski sustavi imaju potencijal postići ravnotežu između ekonomske isplativosti i ekološke održivosti, stvarajući scenarij u kojem svi dobivaju za energetsku tranziciju.
