השימוש בחוות סולאריות פלוגות במים

מבוא

בחוות הסולאריות המתשוטות – הידועות גם כמערכות פוטו-וולטאיות צף (FPV) – מייצגות מגזר גדל במהירות של תעשיית האנרגיה המתחדשת.על ידי העלייה בלוחות סולאריים בפלטפורמות מבוללות הממוקמות ישירות על גופי מים כגון מאגרים, אגמים, ובודקים, מתקנים אלה מייצרים חשמל נקי ובו זמנית מספקים הטבות בקנה מידה מצטבר לניהול מים.

מה הם החקלאות הסולארית?

חווה סולארית צפה מורכבת ממודולים פוטו-וולטאיים (PV) הרכובים על מבנה מבולגן - בדרך כלל עשוי פוליאתילן בעלות גבוהה (HDPE) או בטון חזק - אשר צף על פני השטח של גוף מים.המערכת מעוגן על קרקעית האגם או קו החוף כדי למנוע סחף עקב רוחות וזרמים.

מערכות FPV יכולות להיות מותקנות על מגוון רחב של גופי מים, כולל מאגרים מעשה ידי אדם המשמשים לשקיה, אספקת מים לשתייה או ייצור חשמל הידרואלקטרי; אגמים מרובעים; בריכות טיפול במים; ואפילו ליד החוף אזורים החוף.מערכת סולמות טווח מרמות קטנות קילווואט-אזור עבור קהילות מרוחקות לצמחים מרובד-מוואט המכסים מאות מרכזי מים, אשר חייבים לעמוד בתנאי קירור שונים, אשר נמצאים תחת שימוש במערכת השמש.

היתרונות הכפולים של השמש Floating

אנרגיה מוגברת באמצעות קירור אובססיבי

אחד היתרונות המצוטטים ביותר של השמש הצף הוא אפקט הקירור המסופק על ידי גוף המים. לוחות PV לאבד יעילות ככל הטמפרטורה התפעולית שלהם עולה מעל 25 מעלות צלזיוס; לוחות ממומשים טיפוסיים רואים ירידה של 0.4-0.5% לדרגה גבוהה יותר של לוחות סלסיוס.פלינג, לעומת זאת, נהנה קירור evaporative של המים הסובבים, אשר שומר אותם כמה יותר מאשר מעלות קרקעיים הראות, במיוחד, כלומר, 000 מקבילות אוויריות, אשר ניתן להגדיל את אותה.

שימור מים והפחתה של הערכה

Reservoirs, במיוחד באזורים עקשניים למחצה, לאבד כמויות גדולות של מים כדי evaporation בכל שנה. Floating מערךים סולאריים מצללים את פני המים, צמצום הקרינה הסולארית המגיעה למים ובכך חיתוך שערי evaporation.מחקר מציין כי מידת הכיסוי (אזור קרקעי מכוסה על ידי לוחות) ותנאי אקלים מקומיים לקבוע את גודל החיסכון: 30–50% יכול להפחית את הפחתת הכיסוי החשמל השנתי לכיסוי זה.

שימוש בקרקע אופטימיזציה וצמצום תחרות הקרקע

חוות סולאריות בעלות ערך רב דורשות שטחים גדולים של אדמה שטוחה, שמש, אשר לעתים קרובות מתחרים עם חקלאות, יער או פיתוח עירוני. Floating cumvents זה לחלוטין על ידי שימוש משטחים מים קיימים.מאגרי רבים בנויים עבור בקרת שיטפון, השקיה, או הידרו כוח חיים מוגבל, על ידי התקנת FPV על מים אלה, יכול למנוע עלויות קרקע, ירידה של יפן, כמו גם על ידי צמצום עלויות שטח, ולהפחית את הקרקע, כגון, כמו גם על ידי הפחתת עלויות השוק הפתוח, ולהפחית את השוק הפתוח של דרום אפריקה, ולהפחית, ולהפחית את עלויות טמפרטורות צפופות, ולהפחית את השוק הפתוח, ולהפחית את השוק שלה.

תחזוקה באיכות המים ואלגה בקרת

הגילוח המסופק על ידי לוחות סולאריים צפים גם משפיע על איכות המים במאגרי מים.שמש הוא הנהג העיקרי של מחזורי פיטוplankton; על ידי צמצום חדירה קלה, מערך FPV יכול לעכב את פריחת אצות, כולל cianobacteria מזיקה.הקטנת רמות אצות מופחתת כדי למנוע את עלויות הטיפול הנמוכות עבור אספקת מים ופחות סיכון לזיהום מים נוסף, היעדר אבק וזרקת כיסוי אקולוגי עלולים לכיסוי דם מורכב, למרות שברשותם של תאים גמישים, יש צורך לעתים קרובות כדי למנוע סיקור חלקיים, אך ורק כדי למנוע את ההשפעות כיסוי חלקיים, אך ורקמות, אך ורק כדי למנוע חיפוי מוגבל של תאים חשמליים, אם כיפות, יש צורך להגביל את המקררים, אם כיפות, יש צורך להסיר את ההשפעות כיסוי חלקיים, אך ורק כדי למנוע חיפוי חלקיים, אך ורק כדי למנוע חיפוי מוגבל של תאים חשמליים, אם כימות, עם מגבלות מים מוגבל, עם מגבלות מחזורי דם מורכבים כדי למנוע חיפוי חלקיים, עם מגבלות קבוע, עם מגבלות קבוע של מים מוגבל, עם מגבלות זמן מוגבל כדי למנוע סודיות, עם מגבלות מים מוגבל, עם מגבלות קבוע, עם מגבלות זמן מוגבל כדי למנוע חיפוי מוגבל כדי למנוע חיפוי מוגבל כדי למנוע חיפוי מוגבל כדי

תרומה אנרגיה מתחדשת ו- Carbon Reduction

כמו כל PV השמש, השמש הצף מייצרת חשמל עם אפס פליטות ישירות במהלך המבצע.על ידי פיזור ייצור דלק מאובנים, FPV תורמת מטרות אנרגיה מתחדשת לאומי ומטרות הפחתה פחמן גלובליות.ה היתרון הקירור עוד משפר את העלות המטבולית של חשמל (LCOE) בהשוואה למערכות מוטבעת באקלים רבים. כמו בקנה מידה ייצור וטכניקות התקנה לשפר, העלות של FPV ממשיכה לרדת, מה שהופך אותו תחרותי יותר ויותר עם מקורות סולאריים מסורתיים אפילו באזורים סולאריים מסורתיים.

שיקולים טכניים ואתגרי עיצוב

מערכות אנקורג'ינג ומתעוררות

אחד ההיבטים הנדסיים הקריטיים ביותר של השמש הצף הוא מערכת העוגן. Reservoirs לחוות רמות מים משתנות - בשל זרימות עונתיות, דמעות, או משיכה תפעולית - ואת המטע חייב להכיל תנועה אנכית של הפלטפורמה הצף ללא לחץ מופרז על כבלים, צירים, או לוחות. Common עוגן שיטות כוללות מערכות כבל-אפיל עבור מאגרים עמוקים, עבור התנגשויות מים רדודים, ונפיחות נמוכה, או מחסומים, או מחסומים שטוחים, תלויים, או מחסומים שטוחים, או מחסומים, חסומים, או מחסומים, מערכות חסומים, חסומים, או חסומים, מחסומים שטוחים, או חסומים, או חסומים, או חסומים, או חסומים, או חסומים, או חסומים, או מחסומים שטוחים, או מחסומים, או מחסומים, מערכות חסומים, מחסומים שטוחים, מחסומים, תלויות, או מחסומים שטוחים, או מחסומים שטוחים, מערכות חסומים, מחסומים שטוחים, מחסומים, מחסומים מחסומים, או חסומים, מחסומים שטוחים, או מחסומים שטוחים, או מחסומים שטוחים, או

תגיות: Durability and Corrosion Resistance

מבנים מחווטים חייבים לעמוד בחשיפה רציפה לקרינת UV, לחות, תנודות טמפרטורה, וסוכנים כימיים הנמצאים במים טבעיים (למשל, סלמון, כלורן בתביות טיפול) HDPE הוא החומר הצף הנפוץ ביותר בשל צפיפות נמוכה, עמידות כימית גבוהה, ותוחלת חיים ארוכה (20+ שנים) רכיבי מתכת, במיוחד מהירות ונקודות סיום כבל, דורשות מקטורת-קורטרוסים או ציפויים חיוניים ל-Alimates 615, כמו דבקות בטיחותיות לטווח ארוך).

בטיחות חשמלית ו בידוד

מים וחשמל הם שילוב מסוכן.מערכות סולאריות פלוגות חייבות לכלול בידוד חזק, ריצוף וגילוי דליפה. כבלים DC הם לעתים קרובות כפול-מבודדים ותוואי דרך conduit או מגשים כבלים צפים. inverters עשויים להיות רכובים על החוף או על פלטפורמות צף בנוי מטרה עם ניקוז מספיק. חלק מהעיצובים להשתמש שידור DC נמוך כדי להפחית את הסיכון ל-PV עדיין יש צורך בתקני אבטחה נמוכים, אך בדרך כלל, אך יש צורך להשיג התקנים קריטיים של ניהול מים.

השפעות סביבתיות על מערכות אקולוגיות

בעוד FPV מפחיתה את הevaporation ועשוי לשלוט אצות, זה יכול גם לשנות את בית הגידול הquatic.השטיפה מפחיתה טמפרטורת מים וחדירה קלה, אשר יכול להשפיע על צמיחה מקרופילית submerged והתנהגות של דגים ו- Zooplankton. שינויים ברמות חמצן מבוזר עלול להתרחש תחת כיסוי מים צפוף.בנוסף, תהליך ההתקנה יכול להפריע למשקעים וחומרים מזינים, מחקרים הראו כי הם הראו כי יש צורך בכיסוי אקולוגי של 500% של חומרים פתוחים על ידי שמירה על פני השטח יכול להיות מסוגלות מלאה של טמפרטורות פתוחות מתחת לכיסוי חיצוני יכול להתרחש תחת כיסוי מלא של טמפרטורות ארוכות טווח פתוח על ידי טמפרטורות ארוכות טווח יכול להתרחש על ידי טמפרטורות טמפרטורות ארוכות טווח של טמפרטורות.

עלויות ויציבות כלכלית

נכון ל-2024, עלות ההון של השמש הצף היא בדרך כלל גבוהה פי 10-30% מאשר מערכת שווה ערך קרקע, בשל צפים מיוחדים, חומרה מרעננת, ומבנה מורכב יותר.עם זאת, התשואה באנרגיה גבוהה יותר מאפקטים קירור והחיסכון על הקרקע או רכישה יכול להקפיץ באופן חלקי את הסכום הזה.עבור כלי מים או תעשיות המשמשות מים, נמנעים מפינוי מים וספקות תוספת של חיסכון, עם עלויות, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות תכנון, עם עלויות נמוכות יותר, עם עלויות נמוכות יותר, עם עלויות נמוכות יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר, עם עלויות תפעול אוטומטית, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות ייצור אנרגיה, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר, עם עלויות מהירות נמוכה יותר, עם עלויות מופחתת גבוהה יותר, עם עלויות תפעול אוטומטית, עם עלויות גבוהות יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר, עם עלויות מהירות גבוהה יותר

מחקרים אמיתיים

סין: מפעל השמש הגדול בעולם

סין היא המנהיגה העולמית ביכולת השמש הצף, עם פרויקטים כגון מתקן 150 מגה-וואט על אגם תת-קרקעי לשעבר של מכרה פחם ב-Huavaan, מחוז Anhui הושלם בשנת 2017 ובהמשך הורחב, צמח זה מכסה שטח של כ-400 דונם.הוא בנוי על אגם שנבנה על ידי כרייה, והופך גוף בלתי ניתן לערעור אחר לתוך נכס אנרגיה פרודוקטיבית.

יפן: שילוב עם סכרים קיימים

יפן חלוצית בקנה מידה גדול של השמש הצף ב-2010, מונע על ידי מגבלות קרקע חמורות ואת הצורך של לאחר-Fukushima אנרגיה diversification.האגורה Dam צף מפעל השמש (13.7MW) ב Chibaib הוא דוגמה בולטת, שנבנה על מאגר של סכרת קיימת של ריצוף.NR יש באופן עקבי חלופות מעוגלות באזור בשל היתרון שלה, שפותח גם על ידי פיתוח מים חקלאיים, אשר ניתן לשלב את ה-FF.

הודו: התמודדות עם מחסור בקרקע

יעדי האנרגיה השאפתניים של הודו (450 GW עד 2030) עומדים בפני צוואר בקבוק יבשתי חמור.פלינג השמש מציעה פתרון ברשת העצומה של irrigation ומאגרי הידרואלקטריים של המדינה, המפעל הסולארי הגדול ביותר בצף בהודו - 25MW על מאגר קימקובטר בקראלה - הוזמן בשנת 2022 במבנה צף ייחודי שנועד לעמוד בפני רוחות חזקות וגשמים טיפוסיים של 10 קפסולת מים צפופים: 10VnF) על ידי מספר שיאי מים צפופים על ידי מספר שיאים של מדינות נוספות על ידי קיבולת מים צפופה 1.

אירופה וצפון אמריקה: שוקי שוק מתפתחים

באירופה, הולנד וצרפת מובילות בפריסת השמש הצף לנפש, במיוחד באגמים של קוואדרי ובקרות של מים פסולת.הפרויקט האירופי הגדול ביותר הוא מפעל 90MW Bomhofsplasplas בהולנד, אשר צף על אגם מיצוי חול לשעבר. בארצות הברית, השוק זוהה איטי יותר אך הוא מאיץ, עם פרויקטים בולטים כגון מערך 4.4MW עף על מאגר מים קטן של מדינת ניו יורק, ו-דרום מים מתאים של אזור:

עתיד Outlook וחדשנות

מערכות היברידיות: Floating Solar + Hydropower

אחת ההתפתחויות המבטיחות ביותר משלבת את השמש הצף עם צמחי הידרואלקטריים קיימים.על ידי הצבת FPV על מאגר של סכר הידרול, מפעילי יכולים להגדיל את סך תפוקה האנרגיה הכוללת מאותה תשתית. לוחות סולאריים מייצרים חשמל במהלך שיאי היום, משלימים את כוח הידרו שניתן להחזיק אותו בחזרה או שוחרר כדי לעמוד בביקוש הערב. גישה היברידית זו מפחיתה צווארי בקבוק שידור ושיפורים ברשת מחקרים הראו כי הוספת כיסוי סולארי אפילו 5-20% ל- 15%) באמצעות צריכת אנרגיה.

Offshore Floating סול השמש

בעוד שרוב FPV כיום הוא על מים רגועים, חברות מתפתחות מערכות המיועדות לתנאי ים המלח. Offshore השמש צפה פני הרבה יותר גבוה גל, קורוזיה מלח, ו biofouling, אבל זה גם פותח אזורים עצומים של האוקיינוס ליד מרכזי אוכלוסייה גדולים. Prototypes באמצעות פלדה או קצף פלסטיק אדונים נבדקו בים הצפוני, ופרויקטים בפורטוגל ומדגימים את הסיכוי הטכני של 2, אם כיום יכול להיות גבוה יותר מאשר מערכות אנרגיה סולארית.

אגריקוייוויק וסינרגיות מים

אזור מחקר מתפתח הוא השילוב של השמש הצף עם חקלאות מימית (חקלאות דגים) - הידוע בשם "quavoltaics" (הצל מפאנלים יכול להוריד טמפרטורות מים ולהקטין את מתח הדגים, בעוד שהמבנה מספק כאבי צפים לציפורים. טיפול במים משולבים ורכיבי אופניים יכולים ליצור מערכות חד פעמיות למאכלים וייצור אנרגיה.

מסקנה

חוות השמש מחוות מייצגות טכנולוגיה בוגרת אך מתפתחת במהירות המספקת יתרונות כפולים אמיתיים: ייצור חשמל נקי תוך שמירה על משאבי מים יקרים.אפקט הקירור משפר את יעילות הפאנל, הצל מקטין את התשואות והבקרות אצות, והשימוש של משטחים מים קיימים מבטל את תחרות הקרקע.אתגרים נשארים - עלויות ראשוניות גבוהות יותר, מחוסמות מורכבות, וחוסר ביטחון סביבתי - אבל אלה מטופלים באמצעות חדשנות, הדרכה רגולטורית, וחוויה תומכת בתחום האנרגיה.