مزایا و معایب انرژی خورشیدی شناور

اصول الکتریکی انرژی خورشیدی شناور مشابه سیستم های زمینی و پشت بام است. ویژگی منحصر به فرد این سازه شناور قابل جدا شدن است که می تواند در آب های توسعه نیافته نصب شود و برق در مقیاس بزرگ روی بدنه آبی تولید کند. این مقاله به مزایا و معایب انرژی خورشیدی شناور و سایر اطلاعات مفید خواهد پرداخت.

1. انرژی خورشیدی شناور چیست؟

خورشیدی شناور، همچنین به عنوان سیستم‌های فتوولتائیک شناور شناخته می‌شود، به آرایه‌های خورشیدی اطلاق می‌شود که در بالای بدنه آب قرار دارند. پنل های خورشیدی به طور محکم بر روی سازه شناور نصب می شوند. اگرچه آنها کمی تکان خواهند خورد، اما بر تولید برق پایدار سیستم تأثیری نخواهد داشت. به طور معمول، سیستم‌های خورشیدی شناور روی حوض‌ها، دریاچه‌ها و سدهایی نصب می‌شوند که در آن‌ها باد نسبتاً سبک در مقایسه با اقیانوس است.

خورشیدی شناور روشی سازگار با محیط زیست برای تولید برق است که فناوری های انرژی دریایی و انرژی های تجدیدپذیر را با هم ترکیب می کند. برق تولید شده توسط این آرایه های شناور از طریق کابل های زیر آب به برج های انتقال تعیین شده منتقل می شود.

2. اجزای کلیدی سیستم

1. پنل های خورشیدی: همان پنل هایی هستند که روی زمین یا پشت بام استفاده می شوند. وظیفه آنها جذب نور خورشید و تبدیل آن به انرژی الکتریکی است. ما می‌توانیم از پانل‌های کارآمدتر برای به حداکثر رساندن بازده انرژی در یک فضای محدود استفاده کنیم.

2. بدنه شناور: سکوهای بدنه شناور عموماً از مواد بادوام و با چگالی بالا مانند HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا) ساخته می شوند تا اطمینان حاصل شود که پنل های خورشیدی روی آب شناور هستند. علاوه بر این، یک قاب آلومینیومی را می توان به شناور اضافه کرد تا پایداری را افزایش دهد و یک ساختار محکم برای نصب پانل های خورشیدی ایجاد کند.

3. سیستم لنگر: سیستم لنگر برای محکم کردن سکوی شناور استفاده می شود تا از رانش ناشی از باد یا جریان آب جلوگیری شود، در نتیجه ثبات و موقعیت دقیق آرایه خورشیدی بر روی بدنه آب تضمین می شود. کابل های انکوریج بسته به عمق و ماهیت بدنه آب می توانند از فیبر مصنوعی، سیم فولادی یا زنجیر ساخته شوند.

4. اینورتر: توان DC تولید شده توسط پنل های خورشیدی برای استفاده در سیستم های الکتریکی باید به جریان متناوب (AC) تبدیل شود. اینورتر این تبدیل حیاتی را انجام می دهد و از توان خروجی بهینه برای استفاده در شبکه برق یا امکانات در محل اطمینان حاصل می کند.

5. کابل ها: از کابل های ضدآب مخصوص و کانکتورهای بادوام برای مدیریت اتصالات الکتریکی درون سیستم استفاده کنید. این کابل ها پنل های خورشیدی را به هم متصل می کنند و الکتریسیته تولید شده را به اینورترها و نقاط اتصال به شبکه در زمین منتقل می کنند و از انتقال انرژی ایمن و کارآمد اطمینان حاصل می کنند.

3. مزایای انرژی خورشیدی شناور

1. کارایی فضا

خورشیدی شناور می تواند استفاده بسیار خوبی از فضا باشد، به ویژه در مناطقی که عرضه زمین محدود یا مقرون به صرفه است. سیستم های خورشیدی شناور را می توان بر روی آب های کم استفاده مانند مخازن، سدها و دریاچه ها نصب کرد که نیاز به تغییر کاربری زمین یا پاکسازی مناظر طبیعی برای ساخت نیروگاه های خورشیدی را کاهش می دهد. این یک مزیت قابل توجه است زیرا می تواند برق را بدون قربانی کردن منابع ارزشمند زمین تولید کند و در نتیجه زمین را برای استفاده های دیگر در دسترس قرار دهد.

2. بهبود کارایی

رابطه همزیستی بین آب و پنل های خورشیدی در سیستم های فتوولتائیک شناور باعث افزایش راندمان خورشیدی می شود. اثر خنک کنندگی طبیعی آب به حفظ دمای کارکرد کمتر پنل های خورشیدی کمک می کند و در نتیجه مشکلات گرمای بیش از حد پنل خورشیدی را کاهش می دهد. این مزیت تنظیم دما می تواند کارایی پنل های خورشیدی را تا 15 درصد افزایش دهد و در نتیجه بازده انرژی را افزایش دهد و در نتیجه بازگشت سرمایه را بهبود بخشد.

3. اثر آلبیدو

توده های آب دارای خواص بازتابی ذاتی هستند که به ایجاد یک اثر آلبدو کمک می کند که کارایی پنل های خورشیدی شناور را افزایش می دهد. انعکاس نور خورشید از آب به پنل های خورشیدی باعث افزایش تعداد فوتون هایی می شود که می توانند به الکتریسیته تبدیل شوند. این تعامل سودمند متقابل، تولید کل انرژی را افزایش می دهد و سیستم های خورشیدی شناور را به گزینه ای جذاب برای بهینه سازی تولید انرژی خورشیدی تبدیل می کند.

4. در مصرف آب صرفه جویی کنید

پنل های خورشیدی شناور با کاهش تبخیر از بدنه های آبی به حفظ منابع آب کمک می کنند. به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک که کمبود آب به طور فزاینده ای جدی است، اثر سایه پنل های خورشیدی شناور می تواند به طور قابل توجهی از تبخیر آب جلوگیری کرده و از منابع مهم آب محافظت کند. علاوه بر این، با مهار نفوذ نور خورشید، سیستم های شناور به کنترل رشد جلبک های مضر کمک می کنند و در نتیجه به بهبود کیفیت آب کمک می کنند.

5. کاهش هزینه های نصب

هزینه خورشیدی شناور در مقایسه با خورشیدی زمینی کمتر خواهد بود. زیرا نیازی به تملک زمین و انجام آماده سازی گسترده سایت که اغلب مستلزم هزینه های زیادی است وجود ندارد. علاوه بر این، سیستم‌های خورشیدی شناور نزدیک به زیرساخت‌های برق موجود در نیروگاه‌های برق آبی یا تأسیسات تصفیه آب نزدیک واقع شده‌اند و در هزینه‌های زیرساخت‌های یکپارچه‌سازی و انتقال صرفه‌جویی می‌کنند.

6. تاثیر کمی بر زندگی آبزیان

تحقیقات اولیه نشان می‌دهد که سامانه‌های خورشیدی شناور تأثیر کمتری بر زندگی آبزیان نسبت به سایر سازه‌های بالای یا زیر آب دارند. پنل‌های خورشیدی شناور طوری طراحی و قرار گرفته‌اند که کمترین مزاحمت را برای زیستگاه‌های آبی ایجاد می‌کنند و در نتیجه همزیستی سالم با اکوسیستم‌های آبی را ارتقا می‌دهند.