- آدرس: اصفهان، خیابان فردوسی، مجتمع تجاری زاینده رود، طبقه سوم، واحد ۱۲۰
- کد پستی: ۵ ۴ ۵ ۵ ۵ ۶ ۴ ۴ ۱ ۸
- تلفن تماس: ۱ ۱ - ۰ ۱ ۸ ۴ ۳ ۲ ۲ ۳ - ۱ ۳ ۰
صفحه اصلی > وبلاگ
نیروگاه خورشیدی شناور
(Floating Solar Power Plants)
مقدمه
افزايش استفاده از برق، کاهش منابع فسیلی و همچنین توجه به مسائل زيست محیطی در سال های اخیر منجر به آن شده است که استفاده از سیستم های فتوولتائیک افزايش يابد. نیروگاه های خورشیدی شناور يکی کاربردهای استفاده از انرژی خورشیدی میباشند. با توجه به مزايای چشمگیر نیروگاه های خورشیدی شناور نسبت به ساير نیروگاه های خورشیدی و همچنین مطالعه بازار مربوط به آن، انتظار می رود که راه اندازی اين نوع نیروگاه ها در سال های آتی در سراسر جهان رشد چشمگیری داشته باشند. در کشور ما نیز بدلیل وجود سدها، درياچه ها و دريا در شمال و جنوب کشور و همچنین تابش مناسب خورشید بر سطح آنها پتانسیل توسعه اين نوع نیروگاه ها نیز وجود دارد.
در بسیاری از کشورها، منابع زمینی محدود هستند و نمیتوان سیستم های فتوولتائیک خورشیدی را در مقیاس های بزرگ به کار گرفت. علاوه بر آن، پشت بام ساختمان های مسکونی، تجاری و صنعتی، کاربرد قابل توجهی برای نصب پنل های خورشیدی ندارند. به همین دلیل، توجه ها به سمت سیستم های خورشیدی «شناور» جلب شده است.
نیروگاه های خورشیدی شناور
عمر فناوری سیستم های خورشیدی شناور به حدود 15سال می رسد. نخستین نیروگاه خورشیدی شناور در سال 2007 در ایالت کالیفرنیا امریکا مورد بهره برداری قرار گرفت.
اقیانوس ها بیش از 70 درصد سطح زمین را پوشانده اند؛ آن ها انرژی زيادی را از خورشید دريافت می کنند. محیط دريا که در تمام طول روز پرتوهای نور خورشید را دريافت می کند، محیطی ايده آل برای نصب پنل های خورشیدی است.
فناوری نیروگاه های شناور، يک فناوری نوين است. در سراسر جهان، کشورهای زيادی وجود دارند که با مشکل کمبود فضا (زمین) مواجه هستند و زمین کافی برای نصب پنل های خورشیدی در اختیار ندارند. از جمله آن ها می توان به جزايری مثل ژاپن، کره، سنگاپور و فیلیپین اشاره کرد. پنل های خورشیدی شناور همان پنل های خورشیدی هستند که بر روی سطح زمین نصب می شوند با این تفاوت که این صفحات بر روی یک سازه شناور نصب و ثابت شده اند. این سیستم ها به عنوان فلوتوولتائیک (Floatovoltaics) نیز شناخته می شوند.
مقایسه انواع روش های نصب نیروگاه های خورشیدی
| نوع روش نصب | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| نصب روی زمین | مناسب برای نیروگاه های بزرگ مقیاس و کوچک مقیاس | کمبود زمین در مناطق شهری |
| راحتی در راه اندازی، تعمیر و نگهداری از نیروگاه | نیاز به فونداسیون مستحکم و پايدار (محافظت از پانل ها در برابر طوفان و بادهای شديد) | |
| نیاز به زمان زیاد برای نصب و راه اندازی |
| نوع روش نصب | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| نصب بر روی پشت بام | استفاده بهینه از فضای پشت بام | اتلاف پرتوهای خورشید به دلیل موانع ساختمانی اطراف و ايجاد سايه |
| نصب آسان و سريع تر در مقايسه با نصب روی زمین | احداث نیروگاه با ظرفیت محدود |
| نوع روش نصب | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| نصب روی کانال آب | حفاظت از زمین | اتلاف پرتوهای خورشید به دلیل موانع ساختمانی اطراف و ايجاد سايه |
| حفظ آب موجود در کانال از تبخیر | نیاز به سازه های پیچیده و طولانی برای نصب پنل ها | |
| بازده بیشتر پنل های خورشیدی در مقايسه با نیروگاه هایی که روی زمین نصب می شوند (به دلیل اثر خنک کنندگی آب) | تعمیر و نگهداری دشوارتر | |
| آلودگی آب در اثر سازه |
| نوع روش نصب | مزایا | معایب |
|---|---|---|
| شناور | حفاظت از زمین | فرسايش احتمالی اجزای نیروگاه خورشیدی به دلیل مجاورت با آب دريا |
| کاهش تبخیر آب | ايجاد مانع برای فعالیت های مربوط به ماهی گیری و حمل و نقل | |
| بهبود کیفیت آب با کاهش فوتوسنتز و رشد جلبک ها |
اجزای سیستم خورشیدی شناور
سیستم خورشیدی شناور، چهار بخش دارد که عبارتند از:
- سیستم شناور
- سیستم شناور: يک جسم شناور، شامل سازه و بخش شناورکننده که امکان نصب ماژول فتوولتائیک را فراهم می کند.
- سیستم مورينگ
- سیستم مورينگ: می تواند در عین حال که موقعیت سیستم را در جهت رو به جنوب حفظ کند، با افت و خیزهای سطح آب نیز هماهنگ شود.
- کابل های زير آب
- کابل های زير آب: توان تولید شده را از سیستم فتوولتائیک به زمین منتقل می کنند.
- سیستم فتوولتائیک
- سیستم فتوولتائیک: سیستم فتوولتائیک شامل ماژول های نصب شده روی سیستم شناور، اينورتر، ايستگاه فرعی و شبکه توزيع
طرح کلی يک سیستم خورشیدی شناور
سیستم خورشیدی شناور را میتوان روی حجم های مختلفی از آب نصب کرد؛ مثل درياچه ها، برکه ها، درياچه پشت سدها، مخازن آب، حوض های پرورش ماهی، کانال ها و غیره. بنابراين، اين تکنولوژی میتواند با امکانات ديگری مثل تجهیزات نیروگاه های آبی، آبیاری، نیروگاه های حرارتی، تجهیزات تصفیه آب و … ادغام گردد.
مزایای نیروگاه خورشیدی شناور
1.مهمترين پارامتری که برای ارزيابی عملکرد نیروگاه خورشیدی شناور در نظر گرفته می شود، راندمان موثر پنل خورشیدی در شرايط عملیاتی میباشد. اين پارامتر، بر تولید برق، که ارزشمندترين خروجی آن است، تاثیر میگذارد. بازده تبديل يک ماژول فتوولتائیک، بر اساس نسبت توان الکتريکی تولید شده به شدت تابش خورشیدی محاسبه میشود.
| 𝜂: راندمان (بر حسب درصد) |
|---|
| Pmax: توان نامی (بر حسب وات) |
| S: شدت تابش خورشیدی (برحسب وات بر مترمربع) |
| Apv: مساحت ماژول فتوولتائیک (بر حسب مترمربع) |
خروجی توان ماژول های خورشیدی، بسته به تغییرات دمايی، تغییر می کند. به همین خاطر اگر نیروگاه روی سطح آب قرار بگیرد، به خاطر اثر خنک کنندگی آب، می تواند از دمای محیطی بسیار کمتری بهره مند شود. از این رو ماژول های شناور، دمای محیطی کمتری را نسبت به ماژول های نصب شده روی زمین، تجربه می کنند. مهمترين نکته این است که اين اثر خنک کنندگی، عامل اصلی افزایش بازده نیروگاه های شناور می باشد. مفهوم اين اثر را در منحنی I-V مشاهده می شود.
2.عدم محدودیت زمین: اين مزيت برای کشورهايی که با مشکل محدوديت زمین مواجه هستند اهمیت بیشتری پیدا می کند.
3.حفاظت از آب: وقتی مساحت قابل توجهی از پنل های خورشیدی روی حجمی از آب قرار می گیرد، سیستم فلوتوولتائیک با کاهش تبخیر، به حفظ آب کمک می کند. در عین حال، سايه ای که پانل ها می سازند، رشد جلبک ها در آب را محدود می کند. اين نیروگاه، هیچ خطری برای حیات وحش و زيستگاه های اطرافش ايجاد نمیکند.
معایب نیروگاه خورشیدی شناور
- نیروگاه شناور، بیش از نیروگاه های ديگر در معرض شرايط آب و هوايی و آثار هیدرولیک قرار دارد؛ پس ممکن است خروجی توان آن ناپايدار باشد.
- ممکن است فعالیت های مربوط به حمل و نقل دريايی و ماهیگیری تحت تاثیر نیروگاه های شناور قرار بگیرند و مختل شوند.
- قرار گرفتن نیروگاه در محیط آبی، باعث ايجاد خوردگی در پنل ها و سازه ها شده، و به اين ترتیب، طول عمر نیروگاه را کاهش می دهد.