Ņemot vērā straujo fotoelektrisko (FV) iekārtu skaita pieaugumu pēdējos gados, paredzams, ka šogad globālo FV sistēmu uzstādīto iekārtu jauda pārsniegs 450 GW. Tā kā piemēroti zemes resursi kļūst arvien ierobežotāki, tirgum ir jāizpēta daudzveidīgāki FV pielietojumi. Šī gada SNEC, pasaulē lielākajā saules enerģijas izstādē, daudzi moduļu ražotāji demonstrēja produktus, kas pielāgoti dažādām vidēm, īpaši izceļoties peldošo un tuksneša FV pielietojumiem. Šie inovatīvie pielietojumi ne tikai risina zemes trūkuma problēmu, bet arī integrējas vietējās ekosistēmās, piedāvājot gan ekonomiskus, gan vides ieguvumus.
Šajā rakstā tiek pētīti peldošo un tuksneša fotoelektrisko tehnoloģiju pielietojuma scenāriji, tehniskās īpašības un nākotnes potenciāls. Izmantojot gadījumu izpētes, mēs analizēsim to priekšrocības un izaicinājumus reālos pielietojumos.
Peldošā PV: pielietojumi un funkcijas
Peldošie saules paneļi ir jauna un daudzsološa tehnoloģija, kas ietver saules paneļu uzstādīšanu uz ūdens virsmām elektroenerģijas ražošanai. Tā piedāvā vairākas priekšrocības, tostarp vides aizsardzību, ekonomiskos ieguvumus un sociālo vērtību. Uzstādīšanas ziņā videi draudzīgu materiālu izmantošana palīdz saglabāt ūdens ekosistēmas, savukārt vienkāršota un ātra izvietošana samazina būvniecības izmaksas un novērš zemes īpašumtiesību strīdus, ar kuriem bieži saskaras uz zemes montējamo saules paneļu projektos.
Peldošās saules paneļu sistēmas var iedalīt divās kategorijās: jūras un iekšzemes ūdenstilpnēs. Iekšzemes projekti ietver uzstādīšanu ezeros, rezervuāros, pamestās ieguves bedrēs, mākslīgos ezeros un dīķos.
Tehniskās īpašības
Moduļu izvēlei divpusīgi stikla moduļi ir ļoti efektīvi peldošo fotoelektrisko (PV) pielietojumos, jo tie risina ūdens tvaiku caurlaidības problēmas un var uzlabot enerģijas ražošanu par 5–10 % salīdzinājumā ar uz zemes montētām sistēmām. Sistēmu projektēšanas ziņā ūdenstilpnēs, kuru dziļums ir mazāks par 3 metriem, parasti tiek izmantoti fiksēti pāļu pamati, savukārt dziļākos ūdeņos (virs 3 metriem) tiek izmantotas peldošas konstrukcijas, piemēram, uz pontoniem vai kastēm balstītas platformas. Tā kā peldošo fotoelektrisko iekārtu uzstādīšana bieži vien ir ātrāka un vienkāršāka nekā uz sauszemes uzstādīto iekārtu uzstādīšana, izstrādātāji arvien vairāk pēta šo nozari, radot diferencētu tirgu moduļu ražotājiem. Šī tendence bija redzama SNEC izstādē, kur daudzi uzņēmumi demonstrēja PV moduļus, kas īpaši paredzēti ūdens pielietojumiem, atspoguļojot peldošo saules enerģijas iekārtu ievērojamo izaugsmes potenciālu.
Tā kā peldošo saules bateriju (PV) attīstība iegūst popularitāti, paredzams, ka Ķīna šogad uzsāks jūras saules bateriju projektus 2–3 GW apmērā, galvenokārt piekrastes provincēs, piemēram, Šaņdunā, Dzjansu, Džedzjanā un Fudzjaņā. Daudzu no šiem projektiem būvniecība ir paredzēta laikā no 2024. gada beigām līdz 2025. gada sākumam, un piegādes sāksies 2024. gada 4. ceturksnī. Jāatzīmē, ka Sungrow Floating PV, kam pieder lielākā tirgus daļa, joprojām ir vienīgais uzņēmums, kas spēj būvēt peldošos saules bateriju projektus ūdeņos, kas dziļāki par 100 metriem.
Papildus liela mēroga jūras iekārtām, ievērojamas iespējas sniedz arī iekšzemes ūdeņos bāzēti fotoelektrisko elementu projekti Ķīnā. Šos projektus var klasificēt kā centralizētas vai izkliedētas sistēmas. Centralizēti iekšzemes fotoelektrisko elementu projekti, kas bieži tiek būvēti ogļu ieguves iegrimšanas zonās, parasti ir no 50 līdz 200 MW. Tikmēr izkliedēti dīķos bāzēti fotoelektrisko elementu projekti parasti ir no 5 līdz 30 MW. Kopumā Ķīnas iekšzemes ūdeņos bāzētiem fotoelektriskajiem elementiem ir ievērojams potenciāls, un Infolink sagaida, ka šogad Ķīnas peldošo fotoelektrisko elementu iekārtu skaits pārsniegs 5 GW, un globālo kopējo iekārtu skaitu sasniegs 7–8 GW.
Izaicinājumi un risinājumi
Neskatoties uz daudzsološo izaugsmi, peldošās saules baterijas saskaras ar vairākām problēmām, tostarp sarežģītām būvniecības un apkopes prasībām. Turklāt bažas par ūdens kvalitāti un ūdens ekosistēmām prasa turpmāku apstiprināšanu, veicot gadījumu izpēti. Reaģējot uz to, uzņēmumi ievieš risinājumus šo problēmu risināšanai. Piemēram, Sungrow Floating PV savā 60 MW rezervuāra projektā Singapūrā ieviesa pārtikas kvalitātes materiālus, lai nodrošinātu ūdens kvalitātes drošību. Arvien vairāk uzņēmumiem ieviešot inovatīvas tehnoloģijas un stingrus vides standartus, sabiedrības atzinība par peldošajām saules baterijām pakāpeniski pieaug, bruģējot ceļu ilgtspējīgai attīstībai.
Tuksneša fotoelektriskais aprīkojums: lietojumprogrammas un funkcijas
Tuksneša saules enerģijas (PV) pamatā ir bagātīgā saules gaisma un plašas, atklātas ainavas, lai sasniegtu augstu efektivitāti un rentablu elektroenerģijas ražošanu. Ķīna ir pasaules līdere tuksneša saules enerģijas iniciatīvās, īstenojot liela mēroga projektus tādos sausos reģionos kā Siņdzjana un Iekšējā Mongolija. "Šagehuanas" iniciatīva, kas ir Ķīnas pirmā 10 GW līmeņa hibrīda saules un vēja enerģijas bāze, ir šīs tendences piemērs. Pirmā fāze (1 GW) jau ir pieslēgta tīklam, bet otrā un trešā fāze ir būvniecības stadijā.
Stingrāku zemes izmantošanas noteikumu dēļ, kas attiecas uz liela mēroga saules enerģijas parkiem, attīstītāji arvien vairāk pievēršas tuksneša apgabaliem, kur zemes iegāde ir vienkāršāka. Turklāt tuksneša fotoelektrisko elementu projekti veicina vides atjaunošanu, atbalstot apmežošanas centienus, padarot "saules enerģijas tuksneša apzaļumošanu" par jaunu stratēģiju.
Tehniskas problēmas un pielāgojumi
Tuksneša vide rada ārkārtējus izaicinājumus fotoelektriskajiem moduļiem, tostarp augstu temperatūru, lielas dienas temperatūras svārstības, intensīvu ultravioleto starojumu un smilšu vētras. Lai risinātu šīs problēmas, ražotāji izstrādā tādas tehnoloģijas kā biezāks stikls smilšu izturībai, pretputekļu pārklājumi un uzlabota termiskā izturība.
Dažos reģionos ir jāievēro īpaši noteikumi. Piemēram, Iekšējā Mongolijā saules enerģijas projektos tīkla stabilitātes nodrošināšanai ir jāintegrē enerģijas uzkrāšana, un tiem ir nepieciešama vietēja fotoelektrisko moduļu un akumulatoru ražošana. Turklāt pārvades ierobežojumi Ķīnas ziemeļrietumos ierobežo elektroenerģijas eksportu uz citām provincēm, samazinot interesi par tuksneša fotoelektrisko projektu. Tā rezultātā pieprasījums pēc tuksneša fotoelektrisko projektu attīstības 2024. gadā joprojām ir relatīvi ierobežots.
Nākotnes perspektīvas
Gan peldošās, gan tuksneša fotoelektriskās (FV) tehnoloģijas ir daudzsološi virzieni atjaunojamās enerģijas nākotnē. Lai maksimāli palielinātu ekonomiskos ieguvumus, daži peldošo FV projekti ietver akvakultūru un ekotūrismu, veidojot integrētu "saules zvejniecības" modeli. Tikmēr tuksneša FV projekti pēta daudzfunkcionālas pieejas, integrējot saules enerģiju ar lauksaimniecību un ekoloģisko atjaunošanu, lai izveidotu ilgtspējīgus tuksneša parkus.
Lai gan šie pielietojumi pašlaik pasaulē joprojām ir nišas tirgi, nepārtraukta tehnoloģiju attīstība un atbalstoša politika varētu veicināt to paplašināšanos. Pieaugot bažām par vidi un enerģijas pieprasījumam, gan peldošajām, gan tuksneša fotoelektriskajām iekārtām ir potenciāls panākt līdzsvaru starp ekonomisko dzīvotspēju un vides ilgtspējību, radot abpusēji izdevīgu scenāriju enerģijas pārejai.
