Uspon plutajuće elektrane na vodi!

Prije deset godina, solarna energija je bila marginalni obnovljivi izvor energije. U samo 10 godina solarna energija je postala superiorna opcija. Sada, to'Vrijeme je da razmotrimo porast plutajućeg pv. Razmisli o tome. Prije 2013. plutajuće fotonaponske ćelije nisu'čak i ne postoji.

Prvi patent za plutajuću fotonaponsku energiju zaveden je 2008. Godine 2006., stručnjak za plutajuću fotonaponsku energiju Ciel et Terre, sa sjedištem u Lilu, Francuska, počeo je promicati ideju.

2007. godine izgrađena je mala komercijalna elektrana od 175 kW na jezercu u Far Nienteu, proizvođaču vina iz Napa Vallea, kako bi se smanjili troškovi energije i izbjeglo otimanje zemlje. Veći profit se može ostvariti sadnjom vinove loze na zemljištu.

Prvi formalni plutajući PV sistem izgrađen je u prefekturi Aichi, Japan, 2007. godine. Od tada su mnoge zemlje doživjele pojavu malih elektrana ispod nivoa megavata, posebno u Francuskoj, Italiji, Južnoj Koreji, Španiji i Sjedinjenim Državama, koje koriste se prvenstveno za istraživanje i demonstraciju. Imajte na umu da čak i“Normalno”trošak solarne energije ne može se održati tokom ovog perioda i može se postići samo uz velikodušne tarife i direktne subvencije.

Za sada je jasno da će Azija dominirati plutajućim PV u bliskoj budućnosti i šire.

Odabrali smo plutajući PV jer vijesti o ovom novom polju ne prestaju od prošlog mjeseca. Prvi je da je NTPC pustio u rad plutajuću fotonaponsku elektranu od 10 MW u NTPC-u's Akumulacija termoelektrane Simhadari. Biljka je lako postala Indija'je najveći u ovoj oblasti, ali ne zadugo. Tada je Ciel Et Terre otvorio stanicu od 5,4 MW u Sagardighiju u Zapadnom Bengalu, prvu te vrste u termoelektrani.

To'nije sve. Do trenutka kada pročitate ovu priču, NTPC je možda inaugurirao još jednu Indiju'najveće plutajuće PV elektrane, plutajuća PV elektrana od 100 MW planirana za prvu fazu u Telangani. Izgradnja projekta prvobitno je trebala da počne u maju, ali zbog nove bolesti krune sada će se krenuti u fazama, svaka faza oko 15MW, a cijeli projekat od 100MW biće završen do kraja ove godine.

Projekat vrijedan 4,23 milijarde indijskih rupija će na kraju pokriti vodna tijela ili rezervoare koji opslužuju termoelektranu Ramagundam. Troškovi plutajućeg fotonapona također stalno padaju, sa ponudom od 3,29 kWh za 150MW plutajući PV projekat u Ridam Hand Reservoir u državi Uttar Pradesh, koju su pobijedili Shapoorji Palonji Rup i Renew Power. (napomena: projekat je odgođen zbog problema vezanih za teren).

I ne samo to, već je elektrana od 60 MW puštena u rad širom svijeta u Singapuru. To je jedna od najvećih plutajućih elektrana na svijetu i izgrađena je na akumulaciji od strane podružnice Sembcorp Industries na površini od 45 hektara (111 hektara). Na obližnjem ostrvu Batam u Indoneziji, singapurski SUNSEAP je također najavio planove za ulaganje više od 2 milijarde dolara u još jedno 2,3 GW Solar + skladišno postrojenje.

U martovskom izvještaju, kompanija za obavještavanje tržišta Transparency Market Research (T) predvidjela je snažan rast u 2027. godini, sa složenom godišnjom stopom rasta od 43%. Talso očekuje da će inovacije i tehnološki napredak osigurati da zamah rasta plutajućeg fotonapona ne uspori. Povećano usvajanje plutajućih fotonaponskih modula u zemljama u razvoju kao što su Indija i Kina dodatno će podstaći rast. Gotovo 40 od ​​više od 63 zemlje koje su najavile plutajuće PV projekte već imaju jedan u funkciji ili blizu njega.

Danas je stvarni instalirani kapacitet plutajućih PV blizu 3 GW, dok je ukupni instalirani kapacitet solarne energije blizu 775 GW. Kako cijena solarne energije i dalje pada s povećanjem obima i sve većim razumijevanjem tehnologije, plutajući PV više nije opcija za budućnost, a doba plutajućih PV je stiglo.

Zašto plutajući pv?

Osnovne prednosti plutajućeg PV-a su dobro poznate. Napredak se može vidjeti u područjima visoke gustine naseljenosti, posebno gdje je konkurencija za dostupno zemljište intenzivna. Istočna Indija je primjer. Povezivanje plutajućih PV sa velikim rezervoarima izgrađenim za hidroenergiju može dovesti plutajuće PV u blizinu postojeće infrastrukture za prijenos energije ili do centara potražnje kao što su postrojenja za prečišćavanje vode, što je još jedna prednost koja pokreće razvoj plutajućih PV.

Zbog rashladnog efekta vode i smanjenja prašine, plutajući PV projekti imaju očigledne prednosti u povećanju izlazne energije. Na bazi očekivanog životnog vijeka od 25 godina, ove prednosti pomažu da se zatvori jaz s početnim troškovima solarne energije na zemlji, koji obično čine 10-15 posto troškova.

Jednostavno rečeno, plutajući PV nadoknađuje solarnu energiju'nezadovoljene energetske potrebe. Na nekim mjestima, da bi se ugradila solarna energija na zemlji, potrebno je pribaviti dosta zemljišta, to je problem. Proizvodnja energije se može učiniti efikasnijom kombinovanjem sa postojećim resursima, kao što su termoelektrane ili hidroelektrane.

U slučaju hidroelektrana, akumulacija može smanjiti hidroelektričnu energiju u vršnim satima dana, kada dolazi u obzir solarna energija. Prvi te vrste izgrađen je u Portugalu 2017. godine, a instalirao ga je EDP. Budući da je rast proizvodnje predvidljiv, povratne informacije su do sada bile pozitivne. To također znači veću stabilnost i pouzdanost mreže u smislu obima.

Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) procjenjuje da postoji skoro 380.000 rezervoara slatke vode širom svijeta s potencijalom za kombinovanje plutajućih fotonaponskih i postojećih hidroenergetskih objekata. Naravno, sveobuhvatna analiza može otkriti neke rezervoare koji nisu prikladni zbog niza problema, kao što su niski vodostaji, pa čak i rezervoari koji ne skladište vodu tokom sušne sezone. Ali nema sumnje da pronalaženje prostora za građevinski projekat uopće nije problem. Potencijalni kapacitet proizvodnje električne energije je skoro 7TW, što nije za podcijeniti.

Izazov plutajućeg pv

Od svih izazova plutajućeg PV-a, najveći će vjerovatno biti ko će ga podržati, da li on'troškova, tehnologije ili finansiranja. Zemaljske solarne elektrane primaju mnogo subvencija, feed-in tarifa i još mnogo toga. Ali isto“Pokretanje”koristi se ne mogu postići plutajućim PV osim oslanjanjem na privatni sektor u radu. Dobra vijest je da tehnologija brzo sustiže, a ključna pitanja poput razlika u troškovima već se kreću u smjeru kojim se može upravljati.

Problem kvaliteta

Što se njegove prirode tiče, plutajući PV zahtijeva više pažnje u dizajnu i konstrukciji. Kako Ushadevi tvrdi, glavna razlika je u tome što se u drugim razvijenim zemljama izbor zasniva isključivo na tehničkim podacima, mogućnostima finansiranja i reputaciji. U Indiji je cijena glavni faktor. Indijski programeri i EPC kompanije trebale bi da budu veoma oprezne u izboru tehnologije. Da bi smanjili rizik, programeri bi se trebali fokusirati na pronalaženje visokokvalitetnih sirovina, prvoklasnih UV stabilizatora, visokokvalitetnih strojeva za proizvodnju visokokvalitetnih floatera, inspekcije osiguranja kvaliteta, procesa, testiranja i validacije dizajna i dobivanja pouzdanih rješenja.”

Troškovi sistema plutajućih fotonapona su povećani za 10-15%, uglavnom zbog plutajućih konstrukcija, sistema sidrenja i privezivanja potrebnih za plutajući sistem. Troškovi razvoja već padaju. Plutajući sistemi predstavljaju specifične izazove vezane za sidrenje i vez, s mogućim promjenama u vodostajama, tipovima ležišta rezervoara, dubini i ekstremnim vremenskim uvjetima kao što su jaki vjetrovi i valovi koji povećavaju troškove inženjeringa i izgradnje.

Blizina vode takođe znači obraćanje više pažnje na upravljanje kablovima i ispitivanje izolacije nego na kopnu, posebno kada kabl dođe u kontakt sa vodom. Drugi faktor je konstantan pritisak trenja i mehanički pritisak na pokretne dijelove plutajuće fotonaponske elektrane. Loše dizajniran i održavan sistem može katastrofalno propasti. Flotacijski uređaji su također izloženi riziku od kvara i korozije od vlage, posebno u agresivnijim obalnim sredinama. PV moduli koji mogu da rade u teškim okruženjima tokom 25 godina treba da budu odabrani prema odgovarajućim standardima kvaliteta. Uloga sidrenja je proširiti opterećenje vjetra i valova, minimizirati pomicanje solarnog otoka i izbjeći rizik od udaranja u obalu ili odnošenja u oluju. Potrebne su opsežne tehničke studije za procjenu odgovarajućeg dizajna otoka i sidra, ukupne tehničke izvodljivosti i komercijalne održivosti projekta.

Dugoročno predviđanje

NREL procjenjuje da širom svijeta postoji 379068 slatkovodnih hidroelektričnih rezervoara koji bi mogli smjestiti plutajuće fotonaponske elektrane uz postojeće. Neki rezervoari mogu biti suhi dio godine, ili na neki drugi način neprikladni za plutajuće fotonapone, tako da je potrebno više podataka o odabiru lokacije prije nego što se projekat može implementirati. Najveća prednost plutajućeg PV-a je to što ne zauzima vrijedan kopneni prostor, što je od sve veće važnosti za Indiju. Vidjeli smo projekte na koje utiču sukobi oko zemljišta između solarnih elektrana i pitanja vezana za pašnjake i stanište velike droplje u Indiji. Kada je u pitanju izgradnja plutajućih fotonaponskih jedinica na akumulacijama hidroenergetskih projekata, povećani kapacitet može zapravo pomoći da se izbjegnu neki od problema planiranih hidroenergetskih projekata. Jedan primjer je projekat Tapovan u okrugu Chamoli u NTPC u Utarakhandu, koji je nedavno pretrpio veliku štetu kao rezultat bujičnih poplava. Projekat kasni više od 10 godina, košta više od pet puta više od prvobitne procene, a planirani projekat reke mogao bi lako da proizvodi električnu energiju preko kompanije's mnogo plutajućih fotonaponskih projekata u transportnom rezervoaru.

Ushadevi iz Ciel Et Terrea tvrdi:'zbog oskudice zemlje, pravnih pitanja i sporova oko eksproprijacije zemljišta i beskonačnog odlaganja eksproprijacije, plutajući PV je savršeno rješenje. S obzirom na nestašicu vode, isparavanje vode, problem sa zemljištem i pozitivnu stranu dostupnosti puno vode, prilično smo sigurni da Indija'Konačno je stigla potražnja za plutajućim PV-om. Vjerujemo da će plutajuća rješenja biti jedna od glavnih pokretačkih snaga u PV industriji i cilj nam je razviti 1GW Hydrelio tehnološka rješenja u Indiji u naredne 2-3 godine.”

Da bi ilustrirao svoju tezu, on navodi primjer Zapadnog Bengala.“U prošlosti smo gledali mnogo projekata u Zapadnom Bengalu i smatrali da Zapadni Bengal ima veliki potencijal za razvoj fotonaponskih projekata. Postoje mnoge vrste vodenih tijela u Zapadnom Bengalu, uključujući brane, navodnjavanje ili jezerce za tretman vode. Oni su idealni za plutajuće projekte. Isto je i u Kerali, gdje ima puno vode.”

Do sada su svi projekti građeni na slatkoj vodi ili na zarobljenim ribnjacima, ali to nije slučaj'ne mislim to'nemoguće je u okeanu. Ciel Terre Taiwan je nedavno lansirao 88MWP's Changbin projekt, najveći takav projekt morske vode. Ovo zahtijeva da kompanija postane partner sa Principiom. Principia je glavna offshore kompanija koja razvija i implementira isplativa rješenja i integrirani dizajn vjetra i valova.

Vrijedi napomenuti da su čak i najaktivniji učesnici dugo pozivali da se ove biljke ne grade na prirodnim jezerima i drugim vodenim tijelima. Kompanije kažu da ne preuzimaju rizike bez dugogodišnjeg iskustva sa plutajućim PV, što bi moglo uticati na projekat. U isto vrijeme treba izbjegavati sukobe sa ribarima's egzistencijom. Pokrivanje prirodnih ribnjaka flotsam znači da je manje sunčeve svjetlosti dostupnoj za rast algi, što smanjuje cvjetanje algi. Očekuje se da će se isparavanje smanjiti jer će veliki dio vodnog tijela biti prekriven ili zaklonjen plutajućim fotonaponskim postrojenjima. Očekuje se smanjenje svjetlosti i topline, a akumulacija'vodenom životu potrebna je nova ravnoteža. Radije koristimo umjetnu vodu jer ima manji utjecaj na vodeni svijet.

Zaključak

Ako se uzmu u obzir godine velikih elektrana izgrađenih ovom tehnologijom, plutajući fotonaponski uređaji su prešli dug put za vrlo kratko vrijeme. To znači da moramo biti oprezni prije nego što pravimo velike pretpostavke i predviđanja, ali izgleda kao rješenje koje bi moglo popuniti važnu prazninu u proizvodnji solarne energije. To bi također uštedjelo zemljište i čak omogućilo akumulaciji da obezbijedi veći prihod. Iako mnogi hidroenergetski projekti koštaju više od 3,5 rupija po kWh, ili čak više od 6 rupija po kWh, postoje dobri razlozi da se protivi plutajućem fotonaponu zbog njegove cijene.

Koncentrirajte se na učenje iz početnih uspjeha plutajućeg fotonapona, koji može biti manje štetan za okoliš od hidroenergije, koja, iskreno, nije uspjela u Indiji posljednjih godina. Rooftop Solar, iako je jako subvencioniran, ne radi dobro. Kao i mainstream solarna energija, vlade se moraju pobrinuti da plutajuća fotonaponska energija ne radi'ne idite putem krovne solarne energije. Kako bi se osigurao stvarni napredak u projektu, potrebno je hitno riješiti nedostatak procjene dubine vodnih tijela, topografskih batimetrijskih podataka i drugih tehničkih i ekoloških problema. Jedan primjer je sudbina projekta velike brane Rihand, koji je upao u probleme zbog ograničenog poznavanja terena i nedostatka informacija.

Plutajući PV također pruža pravu priliku za instaliranje nekih zaista važnih solarnih projekata u svim indijskim državama, posebno u istočnoj Indiji.