Канадские ученые разработали плавучую солнечную электростанцию на основе пенопласта

Группа исследователей из Западного университета Канады (Western University) разработала и успешно протестировала инновационную плавучую фотоэлектрическую систему (FPV) на специальной пенопластовой основе. Испытания новой технологии проходили в Онтарио на базе искусственного резервуара для сбора дождевой воды. По результатам непрерывного годового мониторинга экспериментальная установка сгенерировала 7,7 мегаватт-часов электроэнергии, превзойдя показатели стандартной эталонной плавучей солнечной станции примерно на 2,7%. Учёные опубликовали результаты своей работы в престижном научном журнале Applied Energy, назвав разработку перспективной и адаптивной платформой для возобновляемой энергетики. Об этом пишет Interesting Engineering.

Развитие крупных наземных солнечных электростанций долгое время сталкивалось с географической проблемой: девелоперам требуются большие площади, что вынуждает их конкурировать за землю, отчуждая территории или вырубая природные заповедные зоны. В странах с тёплым климатом эту проблему решают с помощью «флотивольтаики» — размещения солнечных панелей на гигантских пластиковых понтонах над озёрами и водохранилищами. Однако в условиях суровых северных зим классические подвижные пластиковые плоты быстро разрушаются под давлением толстого слоя льда. Канадские инженеры решили эту проблему благодаря сочетанию гибких монокристаллических солнечных панелей, прочных листов водонепроницаемого судоходного пенопласта и специальной системы подводного барботажа (нагнетания воздуха).

Чтобы предотвратить повреждение конструкции льдом, на дне водоема установили систему аэрации. Береговой насос непрерывно подает воздушные пузырьки со дна пруда, которые поднимают более тёплые глубинные слои воды к поверхности. Этот процесс работает по принципу локального дефростера, благодаря чему даже во время самых сильных зимних штормов, когда весь остальной пруд замерзал, вода непосредственно вокруг солнечной батареи оставалась полностью свободной ото льда. При этом работа подводного аэратора потребляла всего 0,02 % от общего объема энергии, вырабатываемой панелями в течение года, а во время самых сильных метелей снижала чистую эффективность генерации системы лишь на 14,5 %.

Помимо производства чистой энергии, плавучая станция выполняет важную экологическую функцию, защищая водоем от испарения:

• Физический щит: плотно прилегая к поверхности воды, пенопластовая основа блокирует прямые солнечные лучи и нивелирует воздействие ветра, которые являются основными факторами испарения воды.
• Линейная зависимость: исследователи доказали, что каждый дополнительный квадратный метр покрытия водоема панелями обеспечивает прогнозируемое и пропорциональное снижение потерь влаги.
• Экономический эффект: расчеты показывают, что если расширить систему и закрыть ею хотя бы половину водохранилища в Онтарио, это позволит ежегодно удерживать и сохранять около 927 кубических метров воды.

Для местных общин и фермерских хозяйств такой экологический эффект означает сохранение сотен тысяч галлонов ценной пресной воды в водохранилищах, которую можно использовать для систем орошения в засушливые периоды. Успешно доказав жизнеспособность концепции на небольшом объекте, канадские исследователи планируют перейти к следующему этапу — масштабированию технологии и проведению долгосрочных испытаний на более крупных водоемах с еще более суровыми и разнообразными климатическими условиями.

Больше новостей читайте на GreenPost.