Крупнейшую в мире плавучую фотоэлектрическую солнечную батарею планируется установить на плотине в Южной Корее.
Плавучие солнечные установки значительно расширяют возможности возобновляемых источников энергии. Такие проекты планируется устанавливать на озерах или искусственных водоемах, в регионах с ограниченными свободными земельными ресурсами и большой численностью населения, например, во многих азиатских странах.
Согласно отчету Всемирного банка «Там, где вода встречается с солнцем» спрос на плавучие солнечные батареи растет в геометрической прогрессии. Так установленная мощность с 2014 по 2018 год увеличилась более чем в 100 раз и составила 1,1 ГВт.
Самая крупная в своем роде плавучая фотоэлектрическая (ФЭ) электростанция мощностью 41 МВт будет установлена на плотине Хапчон в Южной Корее. Компания Q-CELLS, штаб-квартира которой находится в Сеуле, в ноябре получила разрешение на установку проекта от K-water (Корейского института водных ресурсов). Произведенной энергии будет достаточно для удовлетворения годовой потребности в электроэнергии для 60 000 человек. Это больше, чем фактическое население Хапчхон-гун (Hapcheon-gun) - 44 434 человек, в котором она будет расположена. Вся электроэнергия будет продаваться местной энергокомпании.
Достоинства плавучих солнечных батарей.
Первая в истории плавучая фотоэлектрическая система была построена в 2007 году в Айти (Япония). С того времени Франция, Италия, Республика Корея, Испания и США, протестировали мелкомасштабные системы.
По словам Яна Кловера, менеджера по корпоративным коммуникациям Q CELLS, по сравнению с наземными установками, плавучие солнечные электростанции могут генерировать до 10% больше энергии, чем сопоставимые наземные системы.
«Это происходит потому, что эффект охлаждения воды гарантирует, что солнечные модули не работают при температуре выше оптимальной, что упрощает достижение пиковой выходной мощности», - поясняет он.
Кроме того, плавучие солнечные электростанции не столкнутся с каким-либо «сторонним затенением», поэтому они характеризуются «более длительной и непрерывной пиковой производительностью, чем многие наземные установки».
На плотине Хапчон компания Q CELLS планирует установить солнечные панели Q.PEAK DUO Poseidon Edition, которые специально разработаны для плавучих фотоэлектрических установок и эксплуатации в условиях высокой температуры и повышенной влажности. Тесты показали, что эти модули способны работать более 3000 часов при температуре окружающей среды 85 ° C и относительной влажности 85%.
Общая компоновка плавучей фотоэлектрической системы такая же, как и у наземных систем, но массивы и инверторы устанавливаются непосредственно на плавучей платформе, а генерируемая электроэнергия постоянного тока собирается сумматорами и преобразуется инверторами в переменный ток.
С инженерной точки зрения установка плавучей солнечной электростанции на плотине Хапчон не создаст для Q CELLS дополнительных проблем. Фактически, эта технология хорошо подходит для плотины.
Последствия роста затрат.
Однако есть некоторые дополнительные расходы, связанные с процессом установки плавучей солнечной электростанции. Например, для работы на воде требуются специально обученные монтажники.
«Модули [Q.PEAK DUO Poseidon Edition] стоят немного дороже, чем стандартные, но с точки зрения долгосрочных эксплуатационных расходов они более предпочтительны», - объясняет Кловер.
«После запуска солнечной электростанции, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание могут отличаться в зависимости от местоположения, но по мере масштабирования плавучих солнечных станций, разница в стоимости между плавучими и береговыми станциями будет снижаться», - добавляет он.
Молли Кокс, аналитик систем и операций по солнечным фотоэлектрическим технологиям в Wood Mackenzie, считает, что, «хотя затраты будут уменьшаться за счет увеличения числа крупных проектов, которые неуклонно растут с 2015 года и, как ожидается, будут продолжать расти, отсутствие эмпирических данных о системе производительность с течением времени не решит проблему».
«Комплексная техническая проверка проектов плавучих солнечных батарей обычно занимает больше времени по сравнению с наземными станциями аналогичного размера и местоположения, что приводит к более высоким общим затратам», - отметила она.
В недавнем отчете DNV GL, международного аккредитованного регистратора и классификационного общества, морские фотоэлектрические станции рассматриваются как дополнительная технология для генерации оффшорного ветра с солнечными панелями, установленными в пространствах между ветряными турбинами. В целом ожидается, что плавучие солнечные системы мощностью около 1 МВт будут подключены к морским ветряным турбинам в Северном море с 2025 по 2030 год.
Взгляд в будущее.
Q CELLS приступил к строительству плавучей солнечной электростанции на плотине Хапчон в конце 2020 года. Однако, компания продолжает искать новые инновационные решения в технологии солнечных элементов и модулей, а также «возможности для разработки крупномасштабных проектов солнечных электростанций, как в водном пространстве, так и на суше».
Всемирный банк в отчете за 2018 год обращает внимание на возможности плавучей солнечной энергетики, «предполагая, что плавучая солнечная энергия имеет тераваттный потенциал».
По оценкам аналитиков Wood Mackenzie, глобальный спрос на плавучую солнечную энергию с 2019 по 2024 год будет расти в среднем на 22% ежегодно.