Ջրամբարների վրա շարժվող արևային համակարգեր
Մարդկությունը արդեն լցրել է ավելի քան 400,000 քառակուսի կմ տարածք՝ ջրամբարների հետևում։ «Առավոտյան ծովը» պարզ հարց է տալիս. ինչու՞ այդքան արևային ջուրը բաց թողնել։
Dietmar Rabich (CC BY-SA 4.0)
Ջրամբարը մեծ, լայն, բաց, արևոտ տարածք է, որը սովորաբար կապված է ճանապարհների հետ, էլեկտրական ցանցով և ջրային կայանի դեպքում էլեկտրական գծով։ Ֆոտոէլեկտրականություն (Photovoltaics) — Էլեկտրաէներգիայի արտադրության մեթոդ, որը հիմնված է արևային պլանների վրա, որոնք տեղադրվում են ծովի կամ լճի ափին։ 2007-2013 թվականներին այն աճել է մի քանի կիլովատտ հզորությամբ փորձնական կայաններից մինչև հարյուրավոր մեգավատտ հզորությամբ կայաններ։
Ըստ իս, ճշմարիտ ամփոփումը հետևյալն է. **Ավտոմատացված արևային համակարգերը գործում են, առևտրական են և ծախսերը փոքր-ինչ ավելի բարձր են, քան երկրի վրա տեղադրված արևային համակարգերի դեպքում։ Այն հաղթում է այնտեղ, որտեղ հողը քիչ է կամ արժեքավոր է, ինչպես նաև այնտեղ, որտեղ արդեն կա ջրամբար և գծային կապ: Ավելի քիչ ջուր է ծախսվում, ավելի քիչ է վնասը, բայց այնքան փոքր և ոչ այնքան լավ չափված, որքան գրքերում նշված է։
Ի՞նչ է այն
Օդային արևային կայան ունի չորս մասեր՝ պլաններ և փոխակերպիչներ (ինչպես երկրի վրա), floats (հաճախ բարձր ճնշման պոլիտիլիենային պոնտոներ, որոնք պահում են պլանները ցածր անկյունով), walkways սպասարկման համար, և moorings: Ճոպաններ, շղթաներ և ամուր կամ կղզիների կապեր, որոնք պահում են կղզին տեղում, երբ ջրի մակարդակը բարձրանում է և ընկնում է, իսկ քամիները այն սեղմում են։ Ճանապարհները անցնում են լողափերի վրայով և հասնում են բանկի կամ լողափի վրա գտնվող փոխակերպիչին։
Ջրային ռեսուրսներ, ջրային տնտեսություն, ջրային տնտեսության զարգացում, ջրային տնտեսության զարգացման մեթոդներ, ջրային տնտեսության զարգացման մեթոդներ, ջրային տնտեսության զարգացման մեթոդներ. Օվկիանոսի մոտ և օֆշորային արևային լողափերը նոր, ավելի դժվար տարբերակ են։ Ընդհանուր World Bank-ի շուկայական զեկույցը 400,000 քառակուսի կմ տարածքում մարդկային ստեղծած ջրամբարներ կան։
Ինչպես է այն աշխատում
Նույն տուփերը, նույն լույսը: Լողացող տուփը էլեկտրականություն է արտադրում այնպես, ինչպես դա արվում է տանիքում կամ դաշտում. ուժը մոտավորապես P = η × A × Gարդյունավետությունը բազմապատկված է տարածքի բազմապատկմամբ և արևային լույսով։ Այն, ինչ փոխվում է, շրջապատն է։
Հովանում եմ: 25 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում պլանները կորցնում են իրենց արտադրության մոտավորապես 0.4% -ը: PV-thermal Ֆիզիկայի համար)։ Պատկերասրահում ջերմաստիճանը որոշվում է հավասարակշռության միջոցով. արևի լույսն այն տաքացնում է, իսկ քամիներն ու ճառագայթումըսառեցնում։ Ճարտարապետները գրում են այսպես :T_module = T_air + G / U, որտեղ Uջերմաստիճանի կորստի կոենտատիվը, վատթ/ քառակուսի մետր, կելվինի համար Ջրի վրա օդը ավելի սառ է և խոնավ, իսկ բաց նախագծերում պատուհանների հետևում տեսնում ենք ջրի մակերեսը։ Field tests found the best floating designs raisedU` by up to 22 W/m²K compared with reference systems, made panels 3.2 °C cooler in the Netherlands and 14.5 °C cooler (compared with a rooftop system) in Singapore, and gave up to 3% and 6% more energy a year (Dörenkämper et al., 2021). Այն նախագծերը, որտեղ ջուրը ծածկված է ջրիմուռներով, շատ ավելի քիչ են վնասում:
Գոլորշացում: Պլանները ջուրը շրջապատում են և դանդաղեցնում քամիների տեղաշարժը, այնպես որ ավելի քիչ է գոլորշանում։ On hot, dry reservoirs this can matter as much as the electricity: Jin and colleagues estimate 106 km³ a year saved in their 30% scenario, modelled rather than measured.
Power per hectare. Floating arrays usually sit at a low tilt and are packed closely, so one hectare of water holds roughly as much capacity as one hectare of land, about 1 MW, and produces similar energy. Cirata in Indonesia fits 192 MWp on about 200 hectares (Jakarta Post, 2023).
Հիբրիդ ջրային էներգիայով: Հիդրավլիկ ջրամբարի վրա, արևայինը կարող է օգտագործել նույն ցանցային կապը և թույլ տալ, որ ջրանցքը պահպանի ջուրը արևոտ օրերին, որպեսզի այն դուրս բերվի գիշերը: Ջրամբարը դառնում է արևային էլեկտրակայանի համար բակտերիա.
Սահմանափակումներ
Գիտական։ Լողալը չի փոխում արևի լույսը: լողացող տուփը լավագույն դեպքում մի քանի տոկոսով ավելի է, քան նույն տուփը երկրի վրա. Գլոբալ պոտենցիալները մեծ են, բայց սահմանափակված են այնքանով, որքանը կարող է յուրաքանչյուր ջրամբարից ներծծվել առանց վնասելու նրան։ The Jin et al. study caps each reservoir at 30% and 30 km².
Պրակտիկական
- Քամի, ալիքներ և ջրի մակարդակը: Ծովափը պետք է պահպանի կղզիների պատերը փոթորիկների ժամանակ և այնպիսի ջրերի մեջ, որոնք կարող են տասը մետր բարձրանալ։ In April 2024 a storm with winds of about 50 km/h badly damaged the newly completed 88 MW Indawadi plant, part of the Omkareshwar floating solar park in India (Times of India, 2024).
- Cost. Floats, anchors and marine-grade connections cost more than ground frames; the US benchmark premium is about 25% (Ramasamy and Margolis, 2021).
- Պահպանում. Յուրաքանչյուր բանի հասանելի է նավով կամ ճանապարհով; թռչունների արտանետումները, ծաղիկները և կենսաբանական աղտոտումը պետք է մաքրել: Ջրի մոտ էլեկտրական անվտանգությունը պետք է հոգ տանել.
- Էկոլոգիա. Ջրի վրայով անցնելը նվազեցնում է լույսի ու քամիների խառնվածքը։ Օրինակ՝ ջրի ջերմաստիճանը, օքսիգենը, ծովախեցգետինները և ձկները։ Նրանք գնահատել են նվազագույն թափանցումը որպես ամենամեծ հնարավորություն և փոփոխությունները ջրի քիմիայի մեջ, ներառյալ deoxygenation-ը, որպես ամենամեծ սպառնալիք։ 15% -ը, որոնց հետ զրուցել են, որևէ կերպ չեն փորձել ջրի որակը (Exley et al., 2021).
- Այլ օգտատերեր. Ջրային ծառայությունները, նավահանգիստները, ձկնորսները և բնական պահպանվող տարածքները բոլորն էլ ունեն իրենց խոսքը մակերեսի վրա։
Ցուցադրել նախագծերը
| Գործողություն | Ի՞նչ է այն | Ինչ է չափվել կամ հայտնաբերվել | Սկզբնական |
|---|---|---|---|
| Հոլանդիայում և Սինգապուրում PV-ի փորձարկման լողափեր | Երկու ջրային և տանիքների վրա գտնվող տարբերակները, որոնք ունեն ջերմաստիճանի և ճառագայթման սենսորներ | Best floating systems 3.2 °C (Netherlands) and 14.5 °C (Singapore) cooler, weighted by sunlight; heat-loss coefficient up to 22 W/m²K higher; up to 3% and 6% more yield | Dörenkämper et al., 2021 |
| Tengeh reservoir, Singapore (2021) | 60 մվտ հզորությամբ՝ խմելու ջրի պահեստի վրա, որը կառավարում է ազգային ջրային գործակալությունը։ | Opened July 2021 as one of the largest inland floating plants of its time | Straits Times, 2021 |
| Cirata, West Java, Indonesia (2023) | 192 MWp, about 340,000 panels, on a hydropower reservoir | 50,000 բնակարանների սպասարկման համար; հաշվարկված ծախսը մոտ $100 միլիոն (ակնկալվող արտադրանքը, դեռևս անկախորեն չի հրապարակվել) | Ջակարտա Պոստ, 2023 |
| Օմկարեշվար, Մադյա Պրադեշ, Հնդկաստան (2024 թ.) | Several plants on a dam’s backwaters, including 88 MW at Indawadi | A storm in April 2024 caused “major loss” to panels a week after the Indawadi plant began operating | Times of India, 2024 |
| Աշխարհային շուկա | From about 1.1 GW in mid-2018 to roughly 13 GW by 2022, mostly in Asia | Զբաղվածություն | World Bank, 2018; Bloomberg, 2023 |
«Աշխարհի բանկի զեկույցում ասվում է, որ գործողությունների առավելությունները «չեն հաստատվել ավելի մեծ ինստալացիաներով, տարբեր երկրներում և ժամանակի ընթացքում»: Չափազանց հաճախ մեծ օպերատորները հրապարակում են չափված բերքատվությունը, ջրի որակը կամ փոթորիկի վնասը, որը փաստերի մեջ ամենամեծ բացն է։
, built in 2016 to help power Thames Water’s treatment and pumping works. Ֆոտո: NASA, հանրային սեփականություն”)
Որքան արժե
| Ընտրություն | Չափը | Տարբերակ |
|---|---|---|
| 10 մլն. ԱՄՆ դոլար | $1.29 per W installed against $1.03 երկրի վրա; էլեկտրականության արժեքը մոտավորապես $0.057 per kWh against $0.047 երկրի վրա (առանց հարկային վարկերի) | 2021, NREL, Ramasamy և Margolis |
| 50 մվտ հզորությամբ պլյուս-ֆոտոէլեկտրակայան | 5.6 ԱՄՆ սենտի մեկ կվտժի դիմաց, իսկ երկրի վրա՝ 5.0, 7% զեղչով: Կապիտալի ծախս $0.8 to $1.2 միավորը W-ի վրա 2018 թ. | 2018, World Bank, SERIS |
| Աշխարհի պետությունների ցանկը, United States | $0.04 to $0.10 մեկ կՎտժ | June 2026, Lazard LCOE+ version 19 |
| Ստուգատես: աշտարակի վրա արևային | մոտ $0.19 մեկ կվտժ, կենտրոնական | մեր Fan Wall մոդելը |
| Առևտրային և համայնքային արևային տակառներ, Միացյալ Նահանգներ | $0.09 to $0.20 մեկ կՎտժ | June 2026, Lazard |
What the table says: floating solar costs about 10 to 20% more per kWh than solar on land, and much less than solar on a typical roof. Where land is expensive, protected or simply not available near the grid, that premium is small. The NREL study found costs most sensitive to the price of floats, wind and snow loads, and module efficiency.
Որտեղ կարող է հաղթել, և որտեղ չի կարող
Այն կարող է հաղթել:
- Բնակչության քանակով մեծ երկրներ և կղզիներ, որտեղ հողը քիչ է: Սինգապուր, Ճապոնիա, Հարավային Կորեա, Նիդերլանդներ, հարավային և հարավ-արևելյան Ասիայի մեծ մասը.
- Հիդրոէներգետիկ ջրամբարներ, որտեղ գծային կապը գործում է և ջուրը կարող է պահպանվել մինչև արևը չի վառվում։
- Ավտովթարային հանքավայրեր, հանքարդյունաբերական խողովակներ և արդյունաբերական լճեր, որոնք այլ նպատակ չունեն։
- ջերմ, չոր տարածություններ որտեղ ջրի կորուստը գոլորշիացման պատճառով շատ թանկ է, իսկ սառեցման արդյունքում ստացվող օգուտը մեծ է։
- Ջրային ծառայություններ, որոնք կարող են իրենց սեփական պոմպերը և բուժումը իրականացնել իրենց սեփական ջրամբարներից։
![Ավտոմատ կերպով թարգմանված] (../../../assets/initiatives/fpv-far-niente-winery.jpg “Ֆար Նիենտե գինու գործարանի ջրային ամբարի վրա թափվող պանելներ, Կալիֆոռնիա նահանգի Նապա գետի ավազանում, առաջին թափվող այգիներից մեկը: Ծառերը պահպանում են հողը։ Ֆոտո՝ SPG Solar, CC BY-SA 3.0”)
Նա չի կարող հաղթել:
- Որտեղ հողը էժան և բազմազան է։ Օրինակ՝ չոր հողում արևային ֆերման ավելի էժան և պարզ կլինի։
- Անտառային կենդանիներով հարուստ կամ զվարճանքի համար օգտագործվող լճերի վրա, եթե միայն էկոլոգիական ապացույցները չեն ասում, որ փոքրիկ ծածկույթը անվտանգ է։
- Առանց ծանրաբեռնվածության, ջրհեղեղային ջրի մեջ և օֆշորում՝ առանց ինժեներական հաջողությունների։
- Ինչպես նոր ջրի մեծ աղբյուր։ Գոլորշիացումը իրական է, բայց մոդելավորված; այն օգնում է, բայց չի ստեղծում նոր գետի:
Ի՞նչն է ապացուցված, հավանական և ենթադրական
Ստուգված: որ հարյուրավոր մեգավատտ հզորությամբ լողացող էներգաբլոկներ կարելի է կառուցել և շահագործել, որ նրանք ավելի քիչ են արժենում քան ծովի վրա տեղադրված արևային էներգաբլոկները, որ ջրի սառեցումը բաց նախագծերի դեպքում մի քանի տոկոսով ավելացնում է արտադրությունը, որ փոթորիկները կարող են վնասել վատ ամրացված էներգաբլոկներին։
Հնարավոր է. ջրամբարների միջին մասը ծածկելը կարող է զգալիորեն կրճատել գոլորշու արտահոսքը, ինչպես մոդելավորվել է; որ արևային և հանքային էներգիայի համադրումը ավելացնում է արժեքը` օգտագործելով ջրամբարը որպես պահեստավորում; որ շողերը կարող են նվազեցնել որոշ ջրամբարներում վնասակար ջրիմուռների բույսը:
0-ից մինչև 2 փուլերը մոտավորապես $100,000 to $300,000. Սա մեր գնահատականն է, ոչ թե ակնարկը։
Ովքե՞ր են մեզ անհրաժեշտ
- Նավային ճարտարապետ կամ օֆշորային ինժեներ՝ նավերի, հանգույցների և փոթորիկային բեռների համար։
- PV համակարգի ինժեներ էլեկտրաէներգիայի և ջրի մոտ անվտանգության համար.
- Limnologist (freshwater ecologist) ջրի որակի և կենդանական աշխարհի վերահսկման համար.
- Hydrology, որը զբաղվում է ջրի թափանցողության և հավասարակշռության չափման հետ։
- Աղբյուրի սեփականատեր կամ ջրային ծառայություն, որը ցանկանում է ընդունել փորձարկման լողափը։
- Polymer specialist, որը փորձարկում է ջրի մեջ գտնվող պոլիմերների ծերացումը և լվացումը։
Լավագույն գաղափար ունեք՞։
Միգուցե դուք ավելի էժան ջրասույզ ունեք, ավելի խելացի կողպեքներ, մի դիզայն, որը լավ հովացնում է պլանները կամ մեկը, որ պաշտպանում է լճի կյանքը։ Local Solar System հիմնադրամի որոշ անդամներ կարող են ունենալ կապեր, որոնք կարող են լսել ուժեղ էներգիայի գաղափարի մասին. Իրականացնելու համար մի գաղափարը պետք է իրական կյանքի մոդել ունենա, որը կարող է իրականում ուժ ստեղծել, չափվել գործիքներով, ոչ թե պնդվել։ Եթե ֆիզիկայի և թվերի հետ կապված մտքերն էլ ճիշտ են, ապա մենք կարող ենք դրանք հրապարակել այս կայքում։ Կապույտ գիրք, որը չի կարող լինել ոչ մի բանի հիմք։ Եվ մենք չենք կարող խոստանալ ֆինանսավորում, եկամուտներ կամ ներդրումներ։
For floating solar, the cheapest measurement that counts as a working model is a small raft of panels on a pond next to an identical set on land, both metered, with module temperatures logged through at least one summer. That shows whether the cooling gain is real for your design. Առաջարկը ուղարկեք contribution form ձևով և համեմատեք այն այլ գաղափարների հետ idea radar-ում։ Հղումներ: ագրիոլատիկ ջրի փոխարեն բաժանում է գյուղատնտեսական հողերը, և փոքր և խողովակաշարային ջրամբարներ էներգիան վերցնում է արդեն հոսող ջրից։
Սկզբնական աղբյուր
- Չեխով, Ա., Գրիգորյան, Հ., Սիմոնյան, Ա. (2023). Էներգետիկայի և բնական պաշարների նախարարություն, Հայաստանի Հանրապետության կառավարության կայքէջ. Nature Sustainability 6, 865-874.
- Dörenkämper, M., Wahed, A., Kumar, A. et al. (2021). The cooling effect of floating PV in two different climate zones: a comparison of field test data from the Netherlands and Singapore. Solar Energy 214, 239-247.
- Ֆրանսիա, Վիեննա, R. (2021). Floating photovoltaic system cost benchmark: Q1 2021 installations on artificial water bodies. NREL/TP-7A40-80695.
- World Bank Group, ESMAP and SERIS (2018) — Ֆրանսիայի բանկերի համաշխարհային վարկանիշը։ Էջը «Անկախության օրվա» կայքում (անգլ.).
- Exley, G., Hernandez, R.R., Page, T. et al. (2021). Ֆիզիկական և կենսաբանական գիտությունների թեկնածուի գիտական աստիճան (Ph.D.) դոկտորական ատենախոսություն՝ «Անտառային բույսերի աճման և զարգացման պայմանները Հայաստանում» Renewable and Sustainable Energy Reviews 152, 111639.
- Ember (2025). Global Electricity Review 2025: low-carbon sources 40.9% (12,609 TWh) of world electricity in 2024, implying a total of about 30,800 TWh.
- Չոնգ, C. (2021). Սինգապուրի առաջին մեծածավալ արևային լողափը բացվել է Թենգե ջրամբարի մոտ. The Straits Times, 14 July 2021.
- AFP (2023). Ջոկովիի կողմից բացվել է Հարավային Ասիայի ամենամեծ լողացող արևային ֆերման. The Jakarta Post, 9 November 2023.
- Times of India (2024). Storm damages world’s biggest floating solar plant in Madhya Pradesh, 12 April 2024.
- Bloomberg (2023). Floating solar panels turn old industrial sites into green energy goldmines, 3 August 2023.
- Lazard (June 2026). Levelized Cost of Energy+, version 19.
- Local Solar System Foundation (2020, model updated 2026). The Fan Wall: open model, rooftop solar benchmark.
- Ֆրիդրիխ, ֆ. (2016). Լոնդոնի մոտակայքում բացվել է աշխարհի ամենամեծ լողացող արևային ֆերման. The Guardian, 29 February 2016; figures as summarized in Wikipedia, Queen Elizabeth II Reservoir.