Соңғы бірнеше жылда фотоэлектрлік (ФЭ) қондырғыларының қарқынды өсуіне байланысты, биыл жаһандық ФЭ жүйелерінің қондырғылары 450 ГВт-тан асады деп күтілуде. Қолайлы жер ресурстары тапшы болғандықтан, нарық ФЭ қолданудың алуан түрлілігін зерттеуі керек. Биылғы әлемдегі ең ірі күн энергиясы көрмесі SNEC-те көптеген модуль өндірушілері әртүрлі орталарға бейімделген өнімдерді көрсетті, олардың ішінде қалқымалы және шөлді ФЭ қолдану ерекше көзге түсті. Бұл инновациялық қолданбалар жер тапшылығын шешіп қана қоймай, сонымен қатар жергілікті экожүйелермен интеграцияланып, экономикалық және экологиялық пайда әкеледі.
Бұл мақалада қалқымалы және шөлді фотоэлектрлік технологияларды қолдану сценарийлері, техникалық сипаттамалары және болашақтағы әлеуеті қарастырылады. Нақты жағдайларды зерттеу арқылы біз олардың нақты әлемдегі қолданбалардағы артықшылықтары мен қиындықтарын талдаймыз.
Қалқымалы фотоэлектрлік құрылғылар: Қолданылуы және мүмкіндіктері
Қалқымалы фотоэлектрлік энергия – бұл электр энергиясын өндіру үшін су беттеріне күн батареяларын орнатуды қамтитын жаңа және перспективалы технология. Ол қоршаған ортаны қорғау, экономикалық пайда және әлеуметтік құндылық сияқты көптеген артықшылықтарды ұсынады. Орнату тұрғысынан экологиялық таза материалдарды пайдалану су экожүйелерін сақтауға көмектеседі, ал жеңілдетілген және жылдам орналастыру құрылыс шығындарын азайтады және жерге орнатылған фотоэлектрлік энергия жобаларында жиі кездесетін жер меншігі дауларын болдырмайды.
Қалқымалы фотоэлектрлік жүйелерді екі санатқа бөлуге болады: теңіздегі және ішкі су айдындарындағы жобалар. Ішкі жобаларға көлдерге, су қоймаларына, қараусыз қалған кен орындарына, жасанды көлдерге және тоғандарға орнату кіреді.
Техникалық ерекшеліктер
Модульдерді таңдау үшін екі бетті шыны модульдер қалқымалы күн энергиясын қолдануда өте тиімді, себебі олар су буының өткізгіштігі мәселелерін шешеді және жерге орнатылған жүйелермен салыстырғанда электр қуатын өндіруді 5-10%-ға жақсарта алады. Жүйені жобалау тұрғысынан алғанда, тереңдігі 3 метрден аз су айдындары әдетте бекітілген қадалы іргетастарды пайдаланады, ал тереңірек сулар (3 метрден астам) понтон негізіндегі немесе қорап негізіндегі платформалар сияқты қалқымалы құрылымдарға сүйенеді. Қалқымалы күн энергиясын орнату көбінесе құрлықтағыларға қарағанда жылдамырақ және қарапайым болғандықтан, әзірлеушілер бұл секторды барған сайын зерттеп, модуль өндірушілері үшін сараланған нарық құруда. Бұл үрдіс SNEC көрмесінде айқын көрінді, онда көптеген компаниялар су негізіндегі қолданбалар үшін арнайы жасалған күн энергиясы модульдерін көрсетті, бұл қалқымалы күн энергиясының айтарлықтай өсу әлеуетін көрсетеді.
Қалқымалы фотоэлектрлік энергия нарығының кеңеюіне байланысты, Қытай биыл негізінен Шаньдун, Цзянсу, Чжэцзян және Фуцзянь сияқты жағалау провинцияларында жалпы қуаты 2-3 ГВт болатын теңіз фотоэлектрлік жобаларын бастайды деп күтілуде. Бұл жобалардың көпшілігінің құрылысы 2024 жылдың соңы мен 2025 жылдың басы аралығында, ал жеткізілімдер 2024 жылдың 4-ші тоқсанында басталады деп жоспарлануда. Атап айтқанда, нарықтағы ең үлкен үлесті иеленетін Sungrow Floating PV компаниясы 100 метрден астам тереңдіктегі суларда қалқымалы фотоэлектрлік энергия жобаларын салуға қабілетті жалғыз компания болып қала береді.
Ірі көлемді теңіз қондырғыларынан басқа, Қытайдағы ішкі су негізіндегі фотоэлектрлік жобалар да айтарлықтай мүмкіндіктер ұсынады. Бұл жобаларды орталықтандырылған немесе таратылған жүйелер деп жіктеуге болады. Көмір өндіруден кейін шөгетін жерлерде көбінесе салынған орталықтандырылған ішкі фотоэлектрлік жобалар әдетте 50-ден 200 МВт-қа дейін жетеді. Сонымен қатар, таратылған тоған негізіндегі фотоэлектрлік жобалар әдетте 5-тен 30 МВт-қа дейін жетеді. Жалпы алғанда, Қытайдың ішкі су фотоэлектрлік жобалары айтарлықтай әлеуетке ие, және Infolink Қытайдың қалқымалы фотоэлектрлік қондырғыларының биыл 5 ГВт-тан асатынын, ал жаһандық жинақталған қондырғылардың 7-8 ГВт-қа жететінін күтеді.
Қиындықтар мен шешімдер
Үміт артуына қарамастан, қалқымалы фотоэлектрлік құрылғылар бірқатар қиындықтарға тап болады, соның ішінде күрделі құрылыс және техникалық қызмет көрсету талаптары. Сонымен қатар, су сапасы мен су экожүйелеріне қатысты алаңдаушылық нақты жағдайларды зерттеу арқылы қосымша тексеруді қажет етеді. Осыған байланысты компаниялар осы мәселелерді шешуге арналған шешімдерді енгізуде. Мысалы, Sungrow қалқымалы фотоэлектрлік құрылғылары Сингапурдағы 60 МВт су қоймасы жобасында су сапасының қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін азық-түлікке жарамды материалдарды енгізді. Инновациялық технологиялар мен қатаң экологиялық стандарттарды қабылдайтын компаниялардың саны артқан сайын, қалқымалы фотоэлектрлік құрылғыларды қоғамдық қабылдау біртіндеп артып, тұрақты дамуға жол ашуда.
Шөлді фотоэлектрлік құрылғылар: қолданылуы және мүмкіндіктері
Шөлдегі фотоэлектрлік құрылғылар жоғары тиімділік пен үнемді электр энергиясын өндіруге қол жеткізу үшін мол күн сәулесі мен кең, ашық ландшафттарды пайдаланады. Қытай Шыңжаң және Ішкі Моңғолия сияқты құрғақ аймақтарда ауқымды жобаларды жүзеге асыратын шөлдегі күн энергиясы бастамаларында әлемдік көшбасшы болып табылады. Қытайдың алғашқы 10 ГВт деңгейіндегі гибридті күн және жел энергиясы базасы болып табылатын «Шагэхуан» бастамасы осы үрдісті көрсетеді. Бірінші кезең (1 ГВт) электр желісіне қосылған, ал екінші және үшінші кезеңдердің құрылысы жүріп жатыр.
Ірі көлемді күн энергиясы фермаларына арналған жерді пайдалану ережелерінің қатаңдауына байланысты, әзірлеушілер жерді сатып алу оңайырақ болатын шөлді аймақтарға көбірек бет бұруда. Сонымен қатар, шөлді күн энергиясы жобалары орман өсіру жұмыстарына көмектесу арқылы қоршаған ортаны қалпына келтіруге үлес қосады, бұл «күн энергиясымен жұмыс істейтін шөлді көгалдандыруды» жаңа стратегияға айналдырады.
Техникалық қиындықтар мен бейімделулер
Шөл ортасы фотоэлектрлік модульдер үшін жоғары температура, тәуліктік температураның үлкен ауытқулары, қарқынды ультракүлгін сәулелену және құмды дауылдар сияқты күрделі қиындықтар туғызады. Осы мәселелерді шешу үшін өндірушілер құмға төзімділік үшін қалың әйнек, шаңға қарсы жабындар және жылу төзімділігін жақсарту сияқты технологияларды дамытуда.
Кейбір аймақтарда нақты ережелер сақталуы керек. Мысалы, Ішкі Моңғолияда күн энергиясы жобалары электр желісінің тұрақтылығы үшін энергия сақтауды біріктіруі және жергілікті фотоэлектрлік модуль мен батарея өндірісін талап етуі керек. Сонымен қатар, Қытайдың солтүстік-батысындағы электр энергиясын беру шектеулері басқа провинцияларға электр энергиясын экспорттауды шектейді, бұл шөлдегі фотоэлектрлік жобаларға қызығушылықты азайтады. Нәтижесінде, шөлдегі фотоэлектрлік жобаларға деген сұраныс 2024 жылы салыстырмалы түрде шектеулі болып қала береді.
Болашақ перспективалар
Қалқымалы және шөлді фотоэлектрлік технологиялар жаңартылатын энергияның болашағы үшін перспективалы бағыттарды білдіреді. Экономикалық пайданы барынша арттыру үшін кейбір қалқымалы фотоэлектрлік жобалар аквамәдениет пен экотуризмді қамтиды, бұл интеграцияланған «күн-балық шаруашылығы» моделін құрайды. Сонымен қатар, шөлді фотоэлектрлік жобалар тұрақты шөлді саябақтарды дамыту үшін күн энергиясын ауыл шаруашылығымен және экологиялық қалпына келтірумен біріктіретін көпфункционалды тәсілдерді зерттеп жатыр.
Бұл қолданбалар қазіргі уақытта жаһандық нарықта тар нарық болып қала берсе де, технологиялық жетістіктердің үздіксіз дамуы және қолдау саясаты олардың кеңеюіне ықпал етуі мүмкін. Қоршаған ортаға қатысты мәселелер мен энергияға деген сұраныстың артуымен қалқымалы және шөлді фотоэлектрлік көліктердің екеуі де экономикалық өміршеңдік пен экологиялық тұрақтылық арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізуге, энергетикалық көшу үшін екі жаққа да тиімді сценарий жасауға мүмкіндік береді.
