Având în vedere creșterea rapidă a instalațiilor fotovoltaice (PV) din ultimii ani, se așteaptă ca instalațiile globale de sisteme fotovoltaice să depășească 450 GW în acest an. Deoarece resursele funciare adecvate devin din ce în ce mai rare, piața trebuie să exploreze aplicații fotovoltaice mai diverse. La SNEC din acest an, cea mai mare expoziție solară din lume, mulți producători de module au prezentat produse adaptate pentru diferite medii, remarcându-se aplicațiile fotovoltaice plutitoare și în deșert. Aceste aplicații inovatoare nu numai că abordează deficitul de terenuri, dar se integrează și cu ecosistemele locale, oferind beneficii atât economice, cât și de mediu.
Acest articol explorează scenariile de aplicare, caracteristicile tehnice și potențialul viitor al tehnologiilor fotovoltaice plutitoare și în deșert. Prin studii de caz, vom analiza avantajele și provocările acestora în aplicațiile din lumea reală.
Sisteme fotovoltaice plutitoare: aplicații și caracteristici
Panourile fotovoltaice plutitoare sunt o tehnologie emergentă și promițătoare care implică instalarea de panouri solare pe suprafețele apei pentru generarea de energie. Aceasta oferă multiple avantaje, inclusiv protecția mediului, beneficii economice și valoare socială. În ceea ce privește instalarea, utilizarea materialelor ecologice ajută la conservarea ecosistemelor acvatice, în timp ce implementarea simplificată și rapidă reduce costurile de construcție și evită disputele privind proprietatea funciară întâlnite frecvent în proiectele fotovoltaice montate la sol.
Sistemele fotovoltaice plutitoare pot fi clasificate în două categorii: corpuri de apă offshore și corpuri de apă interioare. Proiectele interioare includ instalații pe lacuri, rezervoare, cariere miniere abandonate, lacuri artificiale și iazuri.
Caracteristici tehnice
Pentru selecția modulelor, modulele bifaciale din sticlă sunt extrem de eficiente în aplicațiile fotovoltaice plutitoare, deoarece abordează problemele de permeabilitate la vapori de apă și pot îmbunătăți generarea de energie cu 5-10% în comparație cu sistemele montate la sol. În ceea ce privește proiectarea sistemului, corpurile de apă cu adâncimi mai mici de 3 metri utilizează de obicei fundații pe piloți ficși, în timp ce apele mai adânci (peste 3 metri) se bazează pe structuri plutitoare, cum ar fi platforme pe bază de pontoane sau cutii. Deoarece instalațiile fotovoltaice plutitoare sunt adesea mai rapide și mai simple decât cele terestre, dezvoltatorii explorează din ce în ce mai mult acest sector, creând o piață diferențiată pentru producătorii de module. Această tendință a fost evidentă la SNEC, unde multe companii au prezentat module fotovoltaice special concepute pentru aplicații pe bază de apă, reflectând potențialul semnificativ de creștere al panourilor solare plutitoare.
Pe măsură ce energia fotovoltaică plutitoare câștigă teren, se așteaptă ca China să înceapă proiecte fotovoltaice offshore în valoare totală de 2-3 GW în acest an, în principal în provinciile de coastă precum Shandong, Jiangsu, Zhejiang și Fujian. Multe dintre aceste proiecte sunt programate pentru construcție între sfârșitul anului 2024 și începutul anului 2025, livrările începând în trimestrul 4 al anului 2024. În special, Sungrow Floating PV, care deține cea mai mare cotă de piață, rămâne singura companie capabilă să construiască proiecte fotovoltaice plutitoare în ape cu o adâncime de peste 100 de metri.
Dincolo de instalațiile offshore la scară largă, proiectele fotovoltaice pe ape interioare din China prezintă, de asemenea, oportunități semnificative. Aceste proiecte pot fi clasificate ca sisteme centralizate sau distribuite. Proiectele fotovoltaice centralizate pe ape interioare, adesea construite în zone de tasare din mineritul cărbunelui, variază de obicei între 50 și 200 MW. Între timp, proiectele fotovoltaice distribuite pe ape interioare variază în general între 5 și 30 MW. În total, proiectele fotovoltaice pe ape interioare din China prezintă un potențial substanțial, iar Infolink se așteaptă ca instalațiile fotovoltaice plutitoare din China să depășească 5 GW în acest an, cu instalații cumulative globale ajungând la 7-8 GW.
Provocări și soluții
În ciuda creșterii sale promițătoare, panourile fotovoltaice plutitoare se confruntă cu mai multe provocări, inclusiv cerințe complexe de construcție și întreținere. În plus, preocupările legate de calitatea apei și ecosistemele acvatice necesită o validare suplimentară prin studii de caz. Ca răspuns, companiile introduc soluții pentru a aborda aceste probleme. De exemplu, Sungrow Floating PV a implementat materiale de calitate alimentară în proiectul său de rezervor de 60 MW din Singapore pentru a asigura siguranța calității apei. Pe măsură ce tot mai multe companii adoptă tehnologii inovatoare și standarde de mediu stricte, acceptarea publică a panourilor fotovoltaice plutitoare crește treptat, deschizând calea către o dezvoltare durabilă.
PV în deșert: aplicații și caracteristici
Energia fotovoltaică în deșert valorifică lumina abundentă a soarelui și peisajele vaste și deschise pentru a obține o eficiență ridicată și o generare de energie rentabilă. China este un lider mondial în inițiativele solare în deșert, cu proiecte la scară largă în regiuni aride precum Xinjiang și Mongolia Interioară. Inițiativa „Shagehuang”, prima bază de energie solară și eoliană hibridă din China, cu o putere de 10 GW, exemplifică această tendință. Prima fază (1 GW) a fost deja conectată la rețea, în timp ce a doua și a treia fază sunt în construcție.
Din cauza reglementărilor mai stricte privind utilizarea terenurilor pentru fermele solare la scară largă, dezvoltatorii se orientează din ce în ce mai mult către zonele deșertice, unde achiziționarea de terenuri este mai ușoară. Mai mult, proiectele fotovoltaice din deșert contribuie la restaurarea mediului prin sprijinirea eforturilor de împădurire, ceea ce face ca „înverzirea deșertului cu energie solară” să fie o strategie emergentă.
Provocări tehnice și adaptări
Mediile deșertice prezintă provocări extreme pentru modulele fotovoltaice, inclusiv temperaturi ridicate, variații zilnice mari de temperatură, radiații ultraviolete intense și furtuni de nisip. Pentru a aborda aceste probleme, producătorii dezvoltă tehnologii precum sticla mai groasă pentru rezistența la nisip, acoperiri anti-praf și rezistență termică îmbunătățită.
În anumite regiuni, trebuie respectate reglementări specifice. De exemplu, în Mongolia Interioară, proiectele solare trebuie să integreze stocarea energiei pentru stabilitatea rețelei și să necesite producția locală de module fotovoltaice și baterii. Mai mult, constrângerile de transmisie din nord-vestul Chinei limitează exporturile de energie electrică către alte provincii, reducând interesul pentru proiectele fotovoltaice în deșert. Prin urmare, cererea pentru dezvoltarea de sisteme fotovoltaice în deșert rămâne relativ limitată în 2024.
Perspective de viitor
Atât tehnologiile fotovoltaice plutitoare, cât și cele din deșert reprezintă direcții promițătoare pentru viitorul energiei regenerabile. Pentru a maximiza beneficiile economice, unele proiecte fotovoltaice plutitoare încorporează acvacultura și ecoturismul, formând un model integrat de „pescuit solar”. Între timp, proiectele fotovoltaice din deșert explorează abordări multifuncționale, integrând energia solară cu agricultura și restaurarea ecologică pentru a dezvolta parcuri sustenabile în deșert.
Deși aceste aplicații rămân în prezent piețe de nișă la nivel global, progresele tehnologice continue și politicile de susținere ar putea stimula extinderea lor. Având în vedere preocupările tot mai mari legate de mediu și cererea de energie, atât panourile fotovoltaice plutitoare, cât și cele din deșert au potențialul de a atinge un echilibru între viabilitatea economică și sustenabilitatea mediului, creând un scenariu reciproc avantajos pentru tranziția energetică.
