Как плавучие фотоэлектрические системы производят фурор по всему миру

Учитывая умеренный успех плавучих фотоэлектрических установок на озерах и водохранилищах по всему миру, достигнутый в последние годы, морские проекты представляют собой новые возможности для разработчиков, особенно при совместном размещении с ветряными электростанциями.

Джордж Хейнс исследует, как этот сектор развивается от пилотных инициатив до коммерчески жизнеспособных крупномасштабных проектов, описывая как перспективы, так и предстоящие трудности. Солнечная энергетика продолжает набирать популярность во всем мире как переменчивый возобновляемый источник энергии, доступный в различных регионах.

Один из новейших и потенциально наиболее значимых методов использования солнечной энергии сейчас выходит на первый план. Плавающие фотоэлектрические системы (FPV) в открытом море и прибрежных водах могут стать революционной технологией, позволяющей успешно производить зелёную энергию локально, в районах, в настоящее время ограниченных географическим положением.

Плавающие фотоэлектрические модули работают по принципу наземных систем. Инвертор и массив устанавливаются на плавучей платформе, а блок сумматора собирает постоянный ток после генерации, который затем преобразуется в переменный с помощью солнечного инвертора.

Плавающие фотоэлектрические системы можно размещать в океанах, озёрах и реках, где развитие сетей электроснабжения представляет собой сложную задачу. Такие регионы, как Карибский бассейн, Индонезия и Мальдивы, могут получить существенную выгоду от такого подхода. Пилотные проекты были реализованы в Европе, где эта технология набирает всё большую популярность в качестве дополнительного возобновляемого актива в рамках инструментария декарбонизации.

Глобальное влияние плавучих фотоэлектрических систем

Ключевым преимуществом плавучих фотоэлектрических установок является их способность сосуществовать с уже существующими технологиями, увеличивая выработку возобновляемой энергии на существующих объектах.

Гидроэнергетические объекты могут интегрировать морские плавучие фотоэлектрические установки для повышения проектной мощности. В отчёте Всемирного банка «Там, где солнце встречается с водой: отчёт о рынке плавучих солнечных электростанций» указывается, что солнечные электростанции могут увеличить выработку электроэнергии в рамках проекта, а также помочь в периоды низкого уровня воды, позволяя гидроэлектростанциям переключаться в режим работы «сглаживания пиковой нагрузки» вместо режима «базовой нагрузки».

В отчете также демонстрируются другие положительные аспекты развертывания плавучих фотоэлектрических систем на море, включая возможность использования водяного охлаждения для повышения выработки энергии, уменьшение или устранение затенения модулей от окружающей среды, отсутствие необходимости в масштабной подготовке площадки и относительная простота установки и развертывания.

Гидроэнергетика — не единственный существующий источник возобновляемой энергии, который может выиграть от использования плавучих солнечных электростанций. Морские ветровые электростанции можно комбинировать с плавучими солнечными электростанциями, чтобы максимально повысить производительность этих обширных морских сооружений.

Этот потенциал вызвал значительный интерес к многочисленным ветряным электростанциям в Северном море, которые предлагают идеальные условия для разработки морских плавучих фотоэлектрических установок.

Аллард ван Хукен, генеральный директор и основатель Oceans of Energy, заявил: «Мы считаем, что сочетание морских плавучих фотоэлектрических установок с морскими ветровыми электростанциями позволяет значительно ускорить реализацию проектов, поскольку инфраструктура уже существует. Это способствует развитию технологий».

Хоекен добавил, что интеграция солнечной энергетики с существующими морскими ветряными электростанциями может дать существенный объем энергии прямо в Северном море.

«Объединение морских фотоэлектрических установок и морской ветроэнергетики означает, что всего 5 процентов Северного моря могли бы легко обеспечить 50 процентов годовой потребности Нидерландов в энергии».

Этот потенциал подчеркивает значимость этой технологии для более широкой солнечной энергетики и стран, переходящих на низкоуглеродные энергетические системы.

Одним из главных преимуществ размещения плавучих фотоэлектрических систем в море является обилие свободного пространства. Океаны представляют собой обширные пространства, подходящие для этой технологии, в отличие от суши, где конкуренция за пространство острая. Плавающие фотоэлектрические системы также могут снизить опасения по поводу использования сельскохозяйственных земель под солнечные электростанции, что вызывает растущую обеспокоенность в таких странах, как Великобритания.

Крис Уиллоу, руководитель отдела разработки плавучих ветровых электростанций в компании RWE Offshore Wind, соглашается с этим, подчеркивая значительные перспективы этой технологии.

«Морская фотоэлектрическая энергетика может стать захватывающим шагом вперёд по сравнению с наземными и прибрежными технологиями, открывая новые возможности для генерации солнечной энергии в масштабах ГВт. Избегая дефицита земель, эта технология открывает доступ к новым рынкам».

Как отметила Уиллоу, морская фотоэлектрическая энергетика, позволяющая производить электроэнергию в открытом море, решает проблему доступности земельных участков. Как отметила Ингрид Ломелде, старший корабельный архитектор Moss Maritime (норвежской инженерной компании, занимающейся разработкой морских месторождений), эта технология особенно актуальна для компактных городов-государств, таких как Сингапур.

«Для любой страны с ограниченным пространством для наземной генерации энергии потенциал морских плавучих фотоэлектрических установок огромен. Сингапур служит ярким примером. Значительным преимуществом является возможность выработки электроэнергии вблизи аквакультурных объектов, объектов добычи нефти и газа или других энергоёмких производств».

Этот аспект имеет решающее значение. Эта технология может использоваться для создания микросетей для изолированных территорий или объектов, не подключенных к основной сети, что подчеркивает ее потенциал в государствах-архипелагах, сталкивающихся с трудностями в создании единой национальной сети.

Юго-Восточная Азия, особенно Индонезия, может получить значительные преимущества. В этом регионе много островов и территорий, менее подходящих для развития солнечной энергетики, но зато есть обширная сеть водоёмов и океанов.

Влияние этой технологии на декарбонизацию может выйти за рамки национальных сетей. Франсиско Воцца, коммерческий директор компании-разработчика плавучих солнечных электростанций Solar-Duck, подчеркнул этот рыночный потенциал.

Мы начинаем наблюдать появление коммерческих и предкоммерческих проектов в таких европейских странах, как Греция, Италия и Нидерланды. Однако возможности существуют и в других местах, включая Японию, Бермудские острова, Южную Корею и Юго-Восточную Азию. Существует множество рынков, и мы отмечаем, что существующие приложения уже коммерчески жизнеспособны там.

Эта технология потенциально способна значительно увеличить мощности возобновляемой энергетики в Северном море и других океанических регионах, значительно ускорив энергетический переход. Тем не менее, для реализации этой амбициозной цели необходимо решить ряд проблем и препятствий.