Солнечная энергия постепенно становится самым дешевым вариантом нового производства электроэнергии в большинстве стран. Тем не менее, солнечная энергия также требует больших площадей земли для установки, использует много воды для повседневной очистки и страдает от потерь напряжения при установке в теплом климате. Вот тут-то и появляются плавающие солнечные панели, предлагающие потенциальное решение.
Плавающие солнечные панели представляют собой фотоэлектрические модули, установленные на платформах, плавающих по водохранилищам, озерам и, при подходящих условиях, по морям и океанам. Их строительство дороже, но они также приносят много преимуществ, например, ограничение испарения воды. Это охлаждает панели, что позволяет им более эффективно работать в жаркую погоду.
Предыдущие исследования рассматривали потенциал плавучих солнечных панелей, но только в ряде конкретных мест. Теперь группа международных исследователей провела глобальный анализ и обнаружила, что потенциал огромен. Они обнаружили, что покрытие 30% мировых водохранилищ солнечными панелями будет генерировать почти 10 000 тераватт-часов электроэнергии в год.
«Поскольку ожидается, что глобальный спрос на энергию вырастет на 50% в период с 2020 по 2050 год, электроэнергия, которая может быть произведена с помощью FPV-систем во всем мире, станет важным возобновляемым источником, который поможет диверсифицировать энергетические портфели и повысить энергетическую безопасность», — пишут исследователи. в журнале Nature Sustainability.
Потенциал плавучих солнечных батарей
В конце 2018 года глобальная установленная мощность плавучих солнечных панелей достигла 1,3 ГВт, и ожидается, что к 2026 году она увеличится до 4,8 ГВт. В различных странах, таких как Бразилия, Китай и Индия, уже действуют крупные системы. Предыдущее исследование оценило потенциал более чем 6000 крупных водохранилищ в 5200 тераватт-часов.
В своем новом исследовании инженеры использовали модель фотоэлектрических характеристик в различных условиях окружающей среды, разработанную Национальной лабораторией Министерства энергетики США в Сандии. Они также собрали данные о скорости ветра, солнечном излучении и температуре за два десятилетия с двух спутниковых систем наблюдения за Землей, как пояснила Ars Technica.
Исследование показало, что сорок стран имеют более высокий плавающий солнечный потенциал, чем текущие годовые потребности в электроэнергии. Потребность Бразилии в электроэнергии составляет 538 тераватт-часов в год, что может быть полностью удовлетворено, например, плавучими солнечными панелями. Шесть стран (Зимбабве, Лаос, Эфиопия, Камерун, Мьянма и Судан) могли бы производить даже больше энергии, чем им нужно.
Исследователи обнаружили, что во всем мире более 6 200 городов в 124 странах могут полностью питаться от местных плавучих солнечных батарей, при условии, что адекватные хранилища могут быть разработаны в тандеме. Они предположили, что в отдаленных районах, куда центральная сеть обычно не доходит, решением могут стать сельские микросети на основе плавучих солнечных батарей.
Плавающие солнечные панели могут обеспечить мир дополнительным электричеством, в котором он нуждается
Но их преимущества выходят за рамки простого производства электроэнергии, поскольку они также могут снижать температуру воды. Исследование показало, что плавающие солнечные панели могут уменьшить испарение на 46% на резервуар. В целом снижение испарения добавляет до 100 кубических километров воды в год, что, по мнению исследователей, достаточно для удовлетворения потребностей 300 миллионов человек.
Исследователи считают, что, несмотря на то, что установка плавучих солнечных панелей требует дополнительных затрат по сравнению с наземными системами, синергетических преимуществ, вероятно, достаточно, чтобы компенсировать разницу. Кроме того, они ожидают, что со временем плавучие панели станут дешевле, учитывая стоимость земли и потерянные доходы от связанной с ними деятельности.
«Эти оценки, демонстрирующие потенциал FPV, согласуются с более широким признанием того, что солнечная энергия является жизнеспособным источником энергии во многих развивающихся странах с высокими ресурсами солнечной радиации. Тем не менее, для достижения этого видения потребуется решить сохраняющиеся проблемы, связанные с политикой, планированием, финансированием, регулированием, технологической поддержкой и строительством», — добавили они.
