Energia słoneczna to bardzo czysty sposób wytwarzania energii. Jednak w wielu krajach tropikalnych, charakteryzujących się największym nasłonecznieniem i najwyższą wydajnością generowania energii słonecznej, opłacalność elektrowni słonecznych jest niezadowalająca. Elektrownie słoneczne to główna forma tradycyjnej elektrowni w dziedzinie wytwarzania energii słonecznej. Elektrownia słoneczna zazwyczaj składa się z setek, a nawet tysięcy paneli słonecznych i dostarcza mnóstwo energii do niezliczonych domów i firm. Dlatego elektrownie słoneczne nieuchronnie wymagają ogromnej przestrzeni. Jednak w gęsto zaludnionych krajach azjatyckich, takich jak Indie i Singapur, grunty dostępne pod budowę elektrowni słonecznych są bardzo rzadkie lub drogie, a czasami oba te czynniki występują jednocześnie.
Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest zbudowanie elektrowni słonecznej na wodzie, podparcie paneli elektrycznych za pomocą pływającego stojaka i połączenie wszystkich paneli. Te pływające korpusy mają pustą strukturę i są wytwarzane metodą formowania rozdmuchowego, a ich koszt jest stosunkowo niski. Można to sobie wyobrazić jako siatkę do materaca wodnego wykonaną z mocnego, sztywnego tworzywa sztucznego. Odpowiednimi lokalizacjami dla tego typu pływającej elektrowni fotowoltaicznej są jeziora naturalne, zbiorniki sztuczne oraz opuszczone kopalnie i wyrobiska.
Oszczędzaj zasoby lądowe i buduj pływające elektrownie na wodzie
Według raportu „Where Sun Meets Water, Floating Solar Market Report”, opublikowanego przez Bank Światowy w 2018 roku, instalacja pływających elektrowni słonecznych w istniejących elektrowniach wodnych, zwłaszcza dużych, które można elastycznie eksploatować, jest bardzo istotna. Autorzy raportu uważają, że instalacja paneli słonecznych może zwiększyć wytwarzanie energii przez elektrownie wodne, a jednocześnie umożliwia elastyczne zarządzanie elektrowniami w okresach suszy, co czyni je bardziej opłacalnymi. W raporcie wskazano: „Na obszarach o słabo rozwiniętych sieciach energetycznych, takich jak Afryka Subsaharyjska i niektóre rozwijające się kraje Azji, pływające elektrownie słoneczne mogą mieć szczególne znaczenie”.
Pływające elektrownie słoneczne nie tylko wykorzystują niewykorzystaną przestrzeń, ale mogą być również bardziej wydajne niż elektrownie lądowe, ponieważ woda może chłodzić panele fotowoltaiczne, zwiększając w ten sposób ich moc wytwórczą. Po drugie, panele fotowoltaiczne pomagają ograniczyć parowanie wody, co staje się dużą zaletą, gdy woda jest wykorzystywana do innych celów. Wraz ze wzrostem cennych zasobów wody, ta zaleta będzie się stawać coraz bardziej widoczna. Ponadto, pływające elektrownie słoneczne mogą również poprawić jakość wody, spowalniając wzrost glonów.
Dojrzałe zastosowania pływających elektrowni na świecie
Pływające elektrownie słoneczne stały się rzeczywistością. Pierwsza pływająca elektrownia słoneczna do celów testowych została zbudowana w Japonii w 2007 roku, a pierwsza komercyjna elektrownia została zainstalowana na zbiorniku wodnym w Kalifornii w 2008 roku, o mocy znamionowej 175 kilowatów. Obecnie tempo budowy pływających elektrowni słonecznych jest bardzo niskie.Budowa elektrowni słonecznych przyspiesza: pierwsza elektrownia o mocy 10 megawatów została pomyślnie zainstalowana w 2016 r. W 2018 r. całkowita zainstalowana moc pływających systemów fotowoltaicznych na świecie wyniosła 1314 MW, podczas gdy siedem lat temu było to zaledwie 11 MW.
Według danych Banku Światowego, na świecie znajduje się ponad 400 000 kilometrów kwadratowych sztucznych zbiorników wodnych, co oznacza, że biorąc pod uwagę dostępną powierzchnię, pływające elektrownie słoneczne teoretycznie mają zainstalowaną moc rzędu terawatów. W raporcie wskazano: „Na podstawie obliczeń dostępnych zasobów powierzchni wód sztucznych, ostrożnie szacuje się, że zainstalowana moc globalnych pływających elektrowni słonecznych może przekroczyć 400 GW, co odpowiada skumulowanej globalnej zainstalowanej mocy fotowoltaicznej w 2017 roku”. Po elektrowniach lądowych i zintegrowanych z budynkami systemach fotowoltaicznych (BIPV), pływające elektrownie słoneczne stały się trzecią co do wielkości metodą wytwarzania energii fotowoltaicznej.
Polietylen i polipropylen, z których wykonane są pływaki, utrzymują się na wodzie, a związki chemiczne na bazie tych materiałów gwarantują, że pływak będzie stabilnie podtrzymywał panele słoneczne podczas długotrwałego użytkowania. Materiały te charakteryzują się wysoką odpornością na degradację wywołaną promieniowaniem ultrafioletowym, co jest niewątpliwie bardzo ważne w tym zastosowaniu. W teście przyspieszonego starzenia, zgodnie z normami międzynarodowymi, ich odporność na pękanie naprężeniowe (ESCR) przekracza 3000 godzin, co oznacza, że w praktyce mogą one pracować przez ponad 25 lat. Ponadto, odporność tych materiałów na pełzanie jest również bardzo wysoka, co gwarantuje, że części nie będą się rozciągać pod ciągłym naciskiem, zachowując tym samym sztywność ramy pływaka. Firma SABIC opracowała specjalnie polietylen o wysokiej gęstości SABIC B5308 do pływaków wodnych systemów fotowoltaicznych, który spełnia wszystkie wymagania dotyczące wydajności w zakresie wyżej wymienionych procesów i użytkowania. Produkt ten został doceniony przez wiele profesjonalnych przedsiębiorstw zajmujących się wodnymi systemami fotowoltaicznymi. HDPE B5308 to wielomodalny materiał polimerowy o zróżnicowanym rozkładzie masy cząsteczkowej, charakteryzujący się specjalnymi właściwościami przetwórczymi i użytkowymi. Charakteryzuje się doskonałą odpornością na pęknięcia naprężeniowe (ESCR), doskonałymi właściwościami mechanicznymi oraz zapewnia równowagę między wytrzymałością a sztywnością. Dobra równowaga (niełatwa do osiągnięcia w przypadku tworzyw sztucznych) oraz długa żywotność i łatwość formowania rozdmuchowego. Wraz ze wzrostem presji na produkcję czystej energii, SABIC przewiduje, że tempo instalacji pływających elektrowni fotowoltaicznych będzie dalej rosło. Obecnie SABIC realizuje projekty pływających elektrowni fotowoltaicznych w Japonii i Chinach. SABIC wierzy, że jego rozwiązania polimerowe staną się kluczem do dalszego wykorzystania potencjału technologii FPV.
Rozwiązanie projektu pływających i mocujących paneli słonecznych Jwell Machinery
Obecnie instalowane pływające systemy solarne wykorzystują na ogół główny korpus pływający i pomocniczy korpus pływający, których objętość waha się od 50 litrów do 300 litrów. Korpusy te są produkowane przy użyciu urządzeń do formowania rozdmuchowego na dużą skalę.
JWZ-BM160/230 Maszyna do formowania rozdmuchowego na zamówienie
Zastosowano w nim specjalnie zaprojektowany, wysoce wydajny system wytłaczania ślimakowego, formę do przechowywania, serwomechanizm oszczędzający energię oraz importowany system sterowania PLC. Specjalny model jest dostosowany do struktury produktu, aby zapewnić wydajną i stabilną produkcję sprzętu.
Czas publikacji: 02.08.2022