Канадські науковці розробили плавучу сонячну електростанцію на пінопластовій основі

Група дослідників із Західного університету Канади (Western University) розробила та успішно протестувала інноваційну плавучу фотоелектричну систему (FPV) на спеціальній пінопластовій основі. Випробування нової технології проходили в Онтаріо на базі штучного резервуара для збору дощових вод. За результатами безперервного річного моніторингу, експериментальна установка згенерувала 7,7 мегават-години електроенергії, перевершивши показники стандартної референсної плавучої сонячної станції приблизно на 2,7%. Науковці опублікували результати своєї праці в престижному науковому журналі Applied Energy, назвавши розробку перспективною та адаптивною платформою для відновлюваної енергетики. Про це пише Interesting Engineering.

Розвиток масштабних наземних сонячних електростанцій тривалий час стикався з географічною проблемою: девелоперам потрібні великі площі, що змушує їх конкурувати за землю, забираючи території або вирубуючи природні заповідні зони. У країнах із теплим кліматом цю проблему вирішують за допомогою «флотовільтаїки» — розміщення сонячних панелей на гігантських пластикових понтонах поверх озер і водосховищ. Проте в умовах суворих північних зим класичні рухомі пластикові плоти швидко руйнуються під тиском товстого шару криги. Канадські інженери вирішили цю проблему завдяки поєднанню гнучких монокристалічних сонячних панелей, міцних листів водонепроникного судноплавного пінопласту та спеціальної системи підводного барботажу (нагнітання повітря).

Для запобігання пошкодженню конструкції льодом на дні водойми встановили систему аерації. Береговий насос безперервно подає повітряні бульбашки з дна ставка, які піднімають тепліші глибинні шари води до поверхні. Цей процес працює за принципом локального дефростера, завдяки чому навіть у найлютіші зимові шторми, коли вся решта ставка замерзала, вода безпосередньо навколо сонячної батареї залишалася повністю вільною від криги. При цьому робота підводного аератора споживала всього 0,02% від загального обсягу виробленої панелями енергії протягом року, а під час найсильніших завірюх знижувала чисту ефективність генерації системи лише на 14,5%.

Окрім виробництва чистої енергії, плавуча станція виконує важливу екологічну функцію, захищаючи водойму від випаровування:

• Фізичний щит: щільно прилягаючи до поверхні води, пінопластова основа блокує прямі сонячні промені та нівелює дію вітру, які є головними чинниками випаровування води.
• Лінійна залежність: дослідники довели, що кожен додатковий квадратний метр покриття водойми панелями забезпечує прогнозоване та пропорційне зниження втрат вологи.
• Економічний ефект: розрахунки показують, що якщо масштабувати систему та закрити нею хоча б половину ставка в Онтаріо, це дозволить щороку утримувати та зберігати близько 927 кубічних метрів води.

Для місцевих громад та фермерських господарств такий екологічний ефект означає збереження сотень тисяч галонів цінної прісної води у водосховищах, яку можна використати для систем зрошення у посушливі періоди. Успішно довівши життєздатність концепції на невеликому об'єкті, канадські дослідники планують перейти до наступного етапу — масштабування технології та проведення довгострокових випробувань на більших водоймах із ще більш суворими та різноманітними кліматичними умовами.

Більше новин читайте на GreenPost.