Плавучие солнечные и ветряные электростанции

Где солнце и ветер встречаются с водой...

PICT91617_resize.jpg

   Плавающая солнечная и ветряная электростанция относится к установке по производству солнечной и ветровой энергии, установленной на конструкции, которая плавает на поверхности воды, обычно в искусственном бассейне или озере.

 

Солнечные плавучие электростанции делятся на две основные  системы:

- FPV или плавающая фотоэлектрическая система: используются фотоэлектрические панели, установленные на платформе.

-  Плавающий CSP или Плавающая концентрированная солнечная энергия: использует зеркала, которые перенаправляют солнечную энергию на башню.

Эта технология быстро росла на рынке возобновляемых источников энергии с 2016 года, а в 2017 году она преодолела 200 МВт установленной мощности. Первые 20 электростанций мощностью в несколько десятков кВт были построены в период между 2008 и 2014 годами.

Установленная мощность достигла 1,1 ГВт в 2018 году.

                    Технологические особенности

                Есть несколько причин для этого развития:

  1. Земельный участок не требуется : основное преимущество плавучих фотоэлектрических установок состоит в том, что они не занимают земли, за исключением ограниченных поверхностей, необходимых для подключения электрического шкафа к сетям. Их цена сопоставима с наземными электростанциям, но они обеспечивают хороший способ избежать использование земли, пригодной для других целей[5]

  2. Установка и вывод из эксплуатации : плавучие фотоэлектрические установки более компактны, чем наземные, управление ими проще, а их строительство и вывод из эксплуатации просты. Суть в том, что не существует стационарных конструкций, подобных фундаментам, используемым для наземных установок, поэтому их установка может быть полностью обратимой.

  3. Экономия воды и качество воды: частичное покрытие бассейнов может уменьшить испарение воды. Этот результат зависит от климатических условий и от процента покрытой поверхности. В засушливых климатических условиях, таких как Австралия, это является важным преимуществом, поскольку экономится около 80% испарения покрытой поверхности, а это более 20 000 м3 / год / га. Это очень полезная функция, если бассейн используется для орошения.

  4. Охлаждение: плавающая структура позволяет реализовать простую систему охлаждения. Механизм охлаждения является естественным, но его можно также активировать. В этих случаях глобальная эффективность фотоэлектрических модулей повышается  до 8-10%. Высокий охлаждающий эффект модулей за счет воздухопроницаемости, эффекта дымовой трубы и близкого расстояния к охлаждающей воде.

  5. Отслеживание: большая плавучая платформа может поворачиваться и может отслеживать вертикальную ось: это можно сделать без потери энергии и без необходимости в сложном механическом устройстве, как на наземных фотоэлектрических установках. Плавающая фотоэлектрическая установка, оснащенная системой слежения, имеет ограниченные дополнительные расходы, в то время как прирост энергии может составлять от 15 до 25%.

  6. Возможность хранения: наличие воды естественным образом предполагает использование гравитационного накопления энергии главным образом в соединении с гидроэлектрическими бассейнами.

  7. Контроль окружающей среды: параллельное преимущество - сдерживание цветения водорослей, серьезная проблема в промышленно развитых странах. Частичное покрытие бассейнов и уменьшение света от биологического загрязнения непосредственно под поверхностью вместе с активными системами могут решить эту проблему. Это только часть более общей проблемы управления водным бассейном, образованным в результате промышленной деятельности или загрязненной ими.

  8. Повышение эффективности. Во многих исследованиях утверждается, что при эксплуатации солнечных плавучих электростанций значительно эффективнее чем наземные. Эти исследования не являются окончательными и отличаются по своему заключению. Сообщаемый прирост энергии составляет от 5 до 15%.

       

                      История

   Американцы, датчане, французы, итальянцы и японцы первыми зарегистрировали патенты на солнечную энергию. В Италии первый зарегистрированный патент, касающийся фотоэлектрических модулей на воде, относится к февралю 2008 года.

   Исследовательская группа MIRARCO ( Корпорация инноваций в области горных инноваций и прикладных исследований, Онтарио, Канада) приводит несколько решений, которые были предложены в 2008–2011 и 2012–2014 годах. Не будучи исчерпывающими, установки можно разделить на три категории:

  • Фотоэлектрические установки, состоящие из модулей, установленных на понтонах

  • Фотоэлектрические модули установлены на плотах из пластмассы и оцинкованной стали

  • Фотоэлектрические модули установлены на плотах, полностью из пластика.

 

   Невозможно дать подробный анализ множества небольших фотоэлектрических установок, построенных за первые 10 лет. 

плавучая электростанция (57)
плавучая электростанция (57)

press to zoom
плавучая электростанция (55)
плавучая электростанция (55)

press to zoom
плавучая электростанция (1)
плавучая электростанция (1)

press to zoom
плавучая электростанция (57)
плавучая электростанция (57)

press to zoom
1/33

  Плавающая солнечная энергия - установка солнечных фотоэлектрических панелей, плавающих на поверхности озер, гидроэнергетических резервуаров, сельскохозяйственных резервуаров, промышленных прудов и прибрежных зон, - это одна из самых быстрорастущих технологий производства электроэнергии сегодня. Это открывает новые горизонты для расширения солнечной энергетики в мире, особенно в странах с ограниченными земельными ресурсами.

   Способность к плавающей солнечной энергии растет в геометрической прогрессии. В конце 2014 года общая установленная мощность в мире составляла 10 мегаватт (МВт). По состоянию на сентябрь 2018 года эта цифра выросла более чем в 100 раз, до 1,1 ГВт. Новая серия отчетов оценивает глобальный потенциал плавающей солнечной энергии, даже при консервативных предположениях, в 400 гигаватт или примерно общую мощность солнечной фотоэлектрической установки, установленной во всем мире в конце 2017 года.

  Наибольшим преимуществом плавающей солнечной энергии является то, что она позволяет избежать проблем с приобретением земли и подготовкой площадки, связанных с традиционными солнечными установками. В некоторых случаях плавающая солнечная энергия позволяет вырабатывать электроэнергию гораздо ближе к районам, где спрос на электроэнергию высок. Это делает технологию привлекательным вариантом для стран с высокой плотностью населения и конкурирующим использованием доступной земли.

 Плавающая солнечная энергия также дополняет существующую гидроэнергетическую инфраструктуру. На некоторых крупных гидроэлектростанциях только 3-4 процента водохранилища должны быть покрыты плавающими солнечными батареями, чтобы удвоить мощность выработки электроэнергии плотиной. Кроме того, сочетание гидроэнергии и солнечной энергии может помочь сгладить переменную природу солнечной энергии. Эта технология также может помочь в управлении периодами низкой доступности воды, используя сначала солнечную энергию и используя гидроэнергию в ночное время или во время пиковой нагрузки. В сельскохозяйственных резервуарах солнечные панели могут уменьшить испарение, улучшить качество воды и служить источником энергии для перекачки и орошения.

  Затраты плавающей солнечной энергии находятся на одном уровне с традиционными солнечными фотогальваническими элементами, но из-за более высокого выхода энергии плавающей солнечной энергии из-за охлаждающего эффекта воды являются более приоритетным направлением развития солнечной энергетики.

   Плавающая солнечная энергетика открывает значительные возможности для глобального расширения возможностей использования солнечной энергии.

 Наше предприятие предлагает непотопляемые плавучие основания и конструкции для строительства плавучих солнечных электростанций, ветряных электростанций и гибридных электростанций.

 Плавучие основания состоят из полиэтиленовых или железобетонных поплавков и тяжелых понтонов. 

  Большой срок эксплуатации наших плавучих оснований позволяет экономить значительные средства.

   Плавучие основания на пластиковых поплавках - срок эксплуатации более 50 лет.

 Плавучие основания на железобетонных поплавках и понтонах - срок эксплуатации более 100 лет.

 Дополнительно комплектуем плавучую электростанцию специальным монтажным катамараном на электродвигателе, который позволяет значительно сократить затраты во время монтажа и дальнейшего обслуживания.