Pastaraisiais metais sparčiai augant fotovoltinių (FV) įrenginių skaičiui, tikimasi, kad šiais metais pasaulinė FV sistemų instaliacija viršys 450 GW. Tinkamiems žemės ištekliams mažėjant, rinka turi ieškoti įvairesnių FV pritaikymo būdų. Šių metų didžiausioje pasaulyje saulės energijos parodoje SNEC daugelis modulių gamintojų pristatė skirtingoms aplinkoms pritaikytus gaminius, iš kurių išsiskyrė plūduriuojančios ir dykumų FV pritaikymo būdai. Šie novatoriški pritaikymo būdai ne tik sprendžia žemės trūkumo problemą, bet ir integruojasi su vietos ekosistemomis, teikdami tiek ekonominę, tiek aplinkosauginę naudą.
Šiame straipsnyje nagrinėjami plūduriuojančių ir dykumų PV technologijų taikymo scenarijai, techninės charakteristikos ir ateities potencialas. Remdamiesi atvejų analizėmis, analizuosime jų privalumus ir iššūkius realiose srityse.
Plaukiojanti PV: Taikymo sritys ir funkcijos
Plaukiojančios fotovoltinės baterijos yra nauja ir perspektyvi technologija, apimanti saulės baterijų montavimą ant vandens paviršių elektros energijos gamybai. Ji suteikia daug privalumų, įskaitant aplinkos apsaugą, ekonominę naudą ir socialinę vertę. Kalbant apie įrengimą, ekologiškų medžiagų naudojimas padeda išsaugoti vandens ekosistemas, o supaprastintas ir greitas diegimas sumažina statybos išlaidas ir padeda išvengti ginčų dėl žemės nuosavybės, su kuriais dažnai susiduriama ant žemės montuojamų fotovoltinių sistemų projektuose.
Plaukiojančias FV galima suskirstyti į dvi kategorijas: jūrinius ir vidaus vandens telkinius. Vidaus vandens projektai apima įrengimą ežeruose, rezervuaruose, apleistose kasybos duobėse, dirbtiniuose ežeruose ir tvenkiniuose.
Techninės savybės
Renkantis modulius, dvipusio stiklo moduliai yra labai veiksmingi plūduriuojančiose FV sistemose, nes jie išsprendžia vandens garų pralaidumo problemas ir gali 5–10 % pagerinti energijos gamybą, palyginti su antžeminėmis sistemomis. Kalbant apie sistemų projektavimą, vandens telkiniuose, kurių gylis mažesnis nei 3 metrai, paprastai naudojami fiksuoti polių pamatai, o gilesniuose vandenyse (daugiau nei 3 metrai) naudojamos plūduriuojančios konstrukcijos, tokios kaip pontoninės arba dėžėse pastatytos platformos. Kadangi plūduriuojančių FV įrenginių įrengimas dažnai yra greitesnis ir paprastesnis nei antžeminių, kūrėjai vis labiau tyrinėja šį sektorių, kurdami diferencijuotą rinką modulių gamintojams. Ši tendencija buvo akivaizdi SNEC parodoje, kur daugelis įmonių pristatė FV modulius, specialiai sukurtus vandens sistemoms, atspindinčius didelį plūduriuojančių saulės energijos sistemų augimo potencialą.
Kadangi plaukiojančios fotovoltinės sistemos įgauna populiarumą, tikimasi, kad Kinija šiais metais pradės jūrinių fotovoltinių sistemų projektus, kurių bendra galia sieks 2–3 GW, daugiausia pakrančių provincijose, tokiose kaip Šandongas, Dziangsu, Džedziangas ir Fudzianas. Daugelio šių projektų statyba numatyta 2024 m. pabaigoje – 2025 m. pradžioje, o pristatymas prasidės 2024 m. 4 ketvirtį. Pažymėtina, kad „Sungrow Floating PV“, užimanti didžiausią rinkos dalį, išlieka vienintele bendrove, galinčia statyti plaukiojančių fotovoltinių sistemų projektus daugiau nei 100 metrų gylyje esančiuose vandenyse.
Be didelio masto jūrinių įrenginių, Kinijoje didelių galimybių suteikia ir vidaus vandenyse įrengtų FV projektai. Šiuos projektus galima suskirstyti į centralizuotas arba paskirstytas sistemas. Centralizuoti vidaus vandenyse įrengtų FV projektai, dažnai statomi anglių kasybos įdubose, paprastai siekia nuo 50 iki 200 MW. Tuo tarpu paskirstytų tvenkiniuose įrengtų FV projektų galia paprastai siekia nuo 5 iki 30 MW. Iš viso Kinijos vidaus vandenyse įrengtų FV projektų potencialas yra didelis, o „Infolink“ tikisi, kad šiais metais Kinijos plaukiojančių FV įrenginių skaičius viršys 5 GW, o pasaulinis bendras įrenginių skaičius pasieks 7–8 GW.
Iššūkiai ir sprendimai
Nepaisant daug žadančio augimo, plaukiojančios fotovoltinės sistemos susiduria su keletu iššūkių, įskaitant sudėtingus statybos ir priežiūros reikalavimus. Be to, susirūpinimas dėl vandens kokybės ir vandens ekosistemų reikalauja tolesnio patvirtinimo atliekant atvejų tyrimus. Reaguodamos į tai, įmonės diegia sprendimus šioms problemoms spręsti. Pavyzdžiui, „Sungrow Floating PV“ savo 60 MW rezervuaro projekte Singapūre įdiegė maistui tinkamas medžiagas, kad užtikrintų vandens kokybės saugumą. Vis daugiau įmonių diegia novatoriškas technologijas ir griežtus aplinkosaugos standartus, visuomenės pritarimas plaukiojančioms fotovoltinėms sistemoms palaipsniui didėja, o tai sudaro sąlygas tvariai plėtrai.
Dykumos fotovoltinis įrenginys: programos ir funkcijos
Dykumų saulės energijos projektai išnaudoja gausią saulės šviesą ir plačius, atvirus kraštovaizdžius, kad pasiektų didelį efektyvumą ir ekonomišką energijos gamybą. Kinija yra pasaulinė lyderė dykumų saulės energijos iniciatyvų srityje, įgyvendindama didelio masto projektus sausringuose regionuose, tokiuose kaip Sindziangas ir Vidinė Mongolija. „Shagehuang“ iniciatyva, pirmoji Kinijos 10 GW lygio hibridinė saulės ir vėjo energijos bazė, yra šios tendencijos pavyzdys. Pirmasis etapas (1 GW) jau prijungtas prie tinklo, o antrasis ir trečiasis etapai yra statomi.
Dėl griežtesnių žemės naudojimo taisyklių, taikomų didelio masto saulės energijos parkams, vystytojai vis dažniau krypsta į dykumų teritorijas, kur lengviau įsigyti žemės. Be to, dykumų fotovoltinių jėgainių projektai prisideda prie aplinkos atkūrimo, padėdami apželdinti mišką, todėl „saulės energija varoma dykumų žalinimas“ yra nauja strategija.
Techniniai iššūkiai ir pritaikymai
Dykumos aplinka kelia didelių iššūkių PV moduliams, įskaitant aukštą temperatūrą, didelius paros temperatūros svyravimus, intensyvią ultravioletinę spinduliuotę ir smėlio audras. Siekdami išspręsti šias problemas, gamintojai tobulina tokias technologijas kaip storesnis stiklas, atsparus smėliui, apsaugos nuo dulkių dangos ir geresnis šiluminis atsparumas.
Tam tikruose regionuose turi būti laikomasi specialių taisyklių. Pavyzdžiui, Vidinėje Mongolijoje saulės energijos projektai turi integruoti energijos kaupimą, kad būtų užtikrintas tinklo stabilumas, ir reikalauti vietinės FV modulių bei akumuliatorių gamybos. Be to, perdavimo apribojimai šiaurės vakarų Kinijoje riboja elektros energijos eksportą į kitas provincijas, todėl mažėja susidomėjimas dykumų FV projektais. Todėl 2024 m. dykumų FV plėtros paklausa išlieka gana ribota.
Ateities perspektyvos
Tiek plūduriuojančių, tiek dykumų FV technologijos yra perspektyvios atsinaujinančiosios energijos ateities kryptys. Siekiant maksimaliai padidinti ekonominę naudą, kai kurie plūduriuojančių FV projektai apima akvakultūrą ir ekologinį turizmą, sudarydami integruotą „saulės žuvininkystės“ modelį. Tuo tarpu dykumų FV projektai tyrinėja daugiafunkcinius metodus, integruodami saulės energiją su žemės ūkiu ir ekologiniu atkūrimu, siekiant sukurti tvarius dykumų parkus.
Nors šios taikymo sritys šiuo metu išlieka nišinėmis rinkomis visame pasaulyje, nuolatinė technologinė pažanga ir palaikomoji politika galėtų paskatinti jų plėtrą. Didėjant susirūpinimui dėl aplinkosaugos ir energijos paklausai, tiek plūduriuojančios, tiek dykumų fotovoltinės sistemos turi potencialo pasiekti pusiausvyrą tarp ekonominio gyvybingumo ir aplinkos tvarumo, sukurdamos abipusiai naudingą energetikos pertvarkos scenarijų.
