Фотоэлектрические установки на каналах широко распространены в Индии. Они генерируют электричество, одновременно уменьшая испарение воды. Однако такие установки по-прежнему стоят дороже, чем наземные фотоэлектрические проекты.
Установка солнечных батарей на каналах - инновационный способ производства возобновляемой энергии для сельского хозяйства без использования сельскохозяйственных земель.
На многих каналах в Индии расположены небольшие гидроэлектростанции, которые уже подключены к сети, поэтому такие проекты можно легко интегрировать в общую энергосистему.
По словам Судхира Мула, исполнительного директора Premier Energies: «Генерирующий потенциал солнечных электростанций над каналами составляет не менее 10 ГВт.
В Индии насчитывается около 120 крупных систем каналов протяженностью около 10 097 километров. Даже если использовать их потенциал на 50% (около 5000 км) для установки солнечных панелей, то при ширине канала 15- 20 метров генерируемая мощность может составить 2-3 МВт на каждый километр канала».
PV-панели на каналах обеспечивают охлаждающий эффект за счет затенения каналов, что снижает водные потери вследствие испарения.
Емкость каналов.
Правительство штата Гуджарат начало изучать возможность установки солнечных модулей над каналами в 2011 году, поскольку «искало способы увеличения производства возобновляемой энергии, избегая земельных конфликтов». Это способствовало вводу в эксплуатацию первого в Индии солнечного проекта над каналом в деревне Чандрасан, в 45 км от Ахмадабада.
Gujarat State Electricity разработала фотоэлектрическую установку мощностью 1 МВт на 750-метровом участке канала при поддержке Sardar Sarovar Narmada Nigam Ltd.
Затем в 2014 году Министерство новых и возобновляемых источников энергии (МПРЭ) запустило пилотный проект на 100 МВт солнечных фотоэлектрических мощностей над каналами и вдоль их берегов. Схема обеспечила поддержку финансирования фотоэлектрических проектов над каналами и прибрежными установками. По состоянию на 31 марта 2019 года были введены в эксплуатацию солнечные фотоэлектрические проекты на берегу канала мощностью 50 МВт и солнечные фотоэлектрические проекты над каналом мощностью 44 МВт. Позже этот проект был закрыт.
«Солнечная установка на вершине канала должна располагаться на незатененном участке канала шириной 20- 30 метров», - сказал Пулкит Дхингра, основатель и директор AHA! Solar. «Автомобильная дорога вдоль канала позволяет развивать и обслуживать его. Направление канала с севера на юг идеально подходит [для получения максимальной отдачи от панелей], но направление с востока на запад также можно использовать для установки панелей».
Проекты над каналами стоят дороже, чем обычные наземные массивы и плавучие солнечные электростанции, поскольку для них дополнительно требуются опорные конструкции, равные ширине каналов. Такие конструкции можно устанавливать из начала в конец или без контакта с водой. При втором подходе в каналах можно устанавливать опоры и монтировать на них панели. Для более широких каналов, например, в Пенджабе, важно установить опоры внутри каналов.
Другой подход заключается в использовании высокопрочной стали для крепления модулей. Premier Energies - единственная компания в Индии, которая применила этот подход в 2017 году в Уттаракханде для системы верхнего строения канала мощностью 1 МВт. Проект по-прежнему является самой широкой установкой на вершине канала в Индии, ширина которой составляет 35 метров, без свай в канале.
«Инновационные конструкции, такие как консольный тип [балка, прикрепленная к вертикальной опоре только одним концом], могут снизить стоимость при использовании канала для выработки солнечной энергии», - добавил он. «Если верхняя часть канала запланирована во время строительства, то это может способствовать снижению капитальных затрат и решить как задачу выработки электроэнергии, так и экономии воды».
В Индии наверху каналов обычно устанавливают поликремниевые модули.
«Стоимость конструкций для верхней части канала сама по себе высока, поэтому использование рентабельных технологий коммерчески оправдано. В Индии лучшую производительность обеспечивает поликремний», - сказал Пулкит.
Двусторонние панели являются лучшим вариантом, так как снижается общий вес конструкций. Однако коммерческая жизнеспособность двусторонних модулей еще не достаточно изучена.
Основные проблемы.
Очень широкие или узкие каналы создают проблемы при проектировании рентабельной системы.
«В обычном наземном проекте можно установить колонны длиной от трех до четырех метров, равных пролету конструкции», - сказал Мула. «В канале может быть одна стойка колонны на спуске для поддержки конструкции, а с другой стороны - еще одна. Поэтому при увеличении пролета конструкцию необходимо поднимать довольно высоко».
Ширина канала в идеале должна составлять от 20 до 22 метров, чтобы контролировать расходы на строительство. Опорная конструкция также должна обеспечить доступ к каналу для очистки, эксплуатации и техническому обслуживанию модулей
Компания Premier Energies соблюдает расстояние 4-5 метров между конструкциями для возможности подключения трубопроводов и забора воды из каналов. Плавучий понтон также может использоваться для периодического опреснения и очистки каналов.