Плавучие солнечные электростанции

Плавучие СЭС – будущее энергетики

Стремительное развитие технологий, ознаменовавшее начало третьего тысячелетия сопровождается неизбежным ростом потребностей в электроэнергии, дефицит которой наблюдается по всему миру. Увеличение ее производства традиционными способами ограничено запасами природных ресурсов и глобальными экологическими проблемами, связанными с загрязнением атмосферы. Не случайно взоры человечества давно обращены в сторону альтернативных источников энергии.

Безусловным лидером среди возобновляемых источников энергии является солнечный свет, а неуклонное совершенствование и снижение стоимости фотоэлементов позволили превращать неисчерпаемую энергию Солнца в столь востребованную электроэнергию. Сегодня солнечная энергетика активно развивается, она перспективна и абсолютно безвредна для природы, правда занимают солнечные электростанции (СЭС) огромные площади плодородных земель и это один из главных их недостатков. Особенно это ощутимо в густонаселенных регионах планеты.

Стремление бережного отношения к дефицитным землям легло в основу идеи создания плавучих солнечных электростанций, которые можно располагать на водной поверхности водохранилищ, озер, заливов и прочих водоемов. Однако строительство таких источников электроэнергии на открытых водных пространствах (моря или океаны) ограничено устойчивостью плавучих платформ для солнечных батарей к волнениям. Оно актуально в основном для островных государств и существует преимущественно в виде пилотных проектов.

Как это начиналось

У истоков плавучей гелиоэнергетики стоят Япония и Китай, в Европе идею поддержала Великобритания. Крупнейшая в мире до недавнего времени плавучая солнечная электростанция Японии занимала 180 тысяч квадратных метров водной поверхности, и имела порядка 10 тысяч солнечных батарей производства компании Kyocera. К 2016-му году три четверти всех действующих плавучих электростанций мира приходилось на долю Японии.

В августе 2017 Китай отнимает пальму первенства у своего восточного соседа, вводом в эксплуатацию крупнейшей в мире плавучей СЭС заявленной мощностью 40 МВт вблизи города Хуайнань на востоке страны. В качестве водоема был использован заброшенный карьер площадью около 4 квадратных километров, заполненный непригодной для использования водой, на площади около 86 гектар расположились плавучие платформы для солнечных батарей в количестве 160 тысяч. Сегодня плавучие солнечные панели приковывают интерес энергетиков на всех континентах, солнечная энергетика начинает завоевывать водные просторы планеты.

В чем преимущества

Так в чем же секрет возрастающей популярности плавучей гелиоэнергетики?

Если не акцентировать внимание на полном нейтралитете солнечной энергетики в отношении экологии, то очевидно, что по сравнению со своими «сухопутными» предшественницами плавучие солнечные электростанции обладают рядом преимуществ.

1. Как уже отмечалось выше, они не занимают земель пригодных под возделывание сельскохозяйственных культур или строительство. Это особенно важно для стран с высокой плотностью населения и ограниченными территориями.

2. Поверхность воды отражает потоки солнечного света, тем самым увеличивая инсоляцию фотоэлементов солнечных батарей. Это увеличивает КПД панелей и сохраняет возможность генерации электроэнергии даже в пасмурную погоду.

3. При работе солнечных панелей они нуждаются в охлаждении. Температура над водной поверхностью обычно ниже, чем над почвой, поэтому теплообменные процессы происходят интенсивнее. Исследования показали – энергетическая эффективность панелей плавучих СЭС выше, чем наземных на 11%.

4. Отсутствует необходимость транспортировки электроэнергии на большие расстояния такую электростанцию можно развернуть вблизи потребителя.

5. Плавучие гелио-электростанции легко интегрировать в различные инфраструктуры, они допускают размещение на водохранилищах с питьевой водой и ирригационных систем, даже очистных сооружений.

6. Плавучие платформы для солнечных батарей снижают площадь испаряемой поверхности зеркала водоема, и предотвращает потери воды, что очень важно для засушливых регионов.

7. Тень от платформ ограничивает световой поток и препятствует развитию водорослей.

8. Над поверхностью водоемов значительно меньше пыли, что снижает вероятность загрязнения панелей.

Еще одним преимуществом является возможность гибридизации плавучих солнечных электростанций, параллельно с энергией солнца использовать для выработки электричества энергию волны, приливов и отливов. Последнее открывает возможности широких перспектив энергетики будущего.

Взгляд в будущее

Несмотря на сравнительно молодой возраст, гелиоэнергетика стремительно набирает обороты. Причинами все возрастающего интереса к альтернативному источнику являются:

• неуклонный рост потребности в электроэнергии;

• снижение стоимости солнечных панелей;

• стремление к «чистым» источникам энергии.

Разумеется, серьезные перспективы ждут и плавучие солнечные электростанции.

Безусловным лидером в развитии направления считается Япония. Пережившая трагедию Фукусимы страна по достоинству ценит преимущества новых электростанций, а владение передовыми технологиями позволяет достигать реализации амбициозных планов, не отстают от японцев энергетики Поднебесной и Великобритании.

Среди новых игроков развивающегося рынка появились Индия, построившая, кстати, в конце 2016 г. крупнейшую наземную СЭС в Камути мощностью 648 МВт и Бразилия, плавучие СЭС построены в Австралии, Корее, странах Юго-Восточной Азии. Последний регион представляет наибольший интерес для их строительства и считается весьма перспективным. Неуклонный рост цен на землю вынуждает обращать внимание на новый вид электростанций ведущие европейские страны, поэтому к небогатой ресурсами Великобритании готовы примкнуть Франция, Германия и даже США.

По прогнозам аналитиков к 2025 году плавучие гелио-электростанции появятся во многих уголках мира, в то время как финансовые показатели достигнут отметки $2.7 млрд.

Практические решения

До настоящего момента мы говорили о преимуществах плавучих СЭС, однако следует упомянуть и недостатки, связанные с той же водой. Конечно же, влияние волн ограничивает их применение на открытых пространствах, но вода, особенно морская одновременно сама является агрессивной средой, хотя металлические детали плавучих платформ для солнечных батарей подвержены коррозионному воздействию и в пресноводных водоемах.

Наиболее устойчивыми к разрушительному действию коррозии показали себя плавучие платформы для солнечных батарей, выполненные из полимерных материалов. Собираются такие конструкции из крупногабаритных модулей, изготовленных без швов методом ротационного формования. Объединяя в себе прочность металла и устойчивость к агрессивным средам пластмасс, они гарантируют безупречную службу сроком не менее 50 лет.

Модули плавучести от компании Ротомо оптимально подходят для изготовления плавучих платформ для солнечных батарей.