پنل‌های خورشیدی شناور می‌توانند ۱۰۰ میلیون خانه در آمریکا را تأمین کرده و سالانه ۱,۴۷۶ تراوات ساعت تولید کنند
یک مطالعه جدید نشان داده است که مخازن تحت مدیریت دولت پتانسیل تولید انرژی خورشیدی کافی برای تأمین حدود ۱۰۰ میلیون خانه در آمریکا به صورت سالانه را دارند.
برای اولین بار، تحقیقی که توسط آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر وزارت انرژی آمریکا انجام شده است، به عوامل دقیقتری مانند عمق و دمای آب پرداخته تا بهبود بیشتری در برآورد تعداد پنل‌های خورشیدی شناور که مخازن آمریکا می‌توانند پشتیبانی کنند، داشته باشد.
مقامات NREL می‌گویند که مخازن، پتانسیل پشتیبانی از تعداد کافی از پنل‌های خورشیدی شناور تا تولید ۱,۴۷۶ تراوات ساعت را دارند، که این مقدار برای تأمین حدود ۱۰۰ میلیون خانه به صورت سالانه کافی است. این رقم حداکثر خروجی انرژی ممکن را نشان می‌دهد اگر هر مخزن از ظرفیت کامل خود برای نصب پنل‌های خورشیدی شناور استفاده کند.
بر اساس این گزارش، حتی برآوردهای محافظه‌کارانه نیز نشان می‌دهند که این مخازن پتانسیل قابل توجهی برای توسعه دارند و ظرفیت میزبانی پروژه‌های مجموعاً تا ۷۷,۰۰۰ مگاوات را دارند.
به قول NREL، دقت می‌تواند به توسعه‌دهندگان کمک کند تا پروژه‌ها را بر روی مخازن آمریکا آسان‌تر برنامه‌ریزی کنند و محققان نیز بتوانند بهتر بررسی کنند که این فناوری‌ها چگونه با اهداف کلی انرژی کشور تناسب دارند.
پتانسیل خورشیدی شناور
صنعت جهانی فتوولتائیک‌های شناور (FPV) به سرعت در حال رشد است و نصب‌ها به طور متوسط ۱۴۲ درصد در سال از ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۲ افزایش یافته‌اند.
FPV مزایای بیشتری نسبت به پنل‌های خورشیدی زمینی ارائه می‌دهد، مانند بازدهی بهتر ناشی از اثرات خنک‌کننده، مزایای همزمان در صورت ترکیب با نیرومحرکه آبی و کاهش تبخیر آب. «اما ما هیچ نصب‌های بزرگ‌مقیاسی ندیده‌ایم، مانند کنار یک مخزن بزرگ. در ایالات متحده، ما هیچ پروژه‌ای بیش از ۱۰ مگاوات نداریم.» به گفته آرون لوین، یک تحلیلگر قانونی و مقرراتی ارشد در NREL، در یک بیانیه .
برخی کشورها، مانند کره جنوبی، FPV را برای دستیابی به اهداف انرژی خورشیدی اهمیت می‌دهند. با این حال، درک نقش FPV در سیستم‌های انرژی آینده هنوز در مراحل اولیه است.
این فناوری با چالش‌هایی مانند جریان‌های آب و یخ مواجه است. محققان شروع به برآورد پتانسیل فنی FPV کرده‌اند یا توانایی حقیقتیابی که می‌تواند توسعه‌یافته باشد. در حالی که برخی از مطالعات بر روی مخازن خاص متمرکز شده‌اند، تعداد کمی از آنها از روش‌های دقیق مکان‌محور برای ارزیابی پتانسیل FPV استفاده کرده‌اند.
این مطالعه هدف دارد روش دقیقتری برای تخمین پتانسیل FPV در مخازن آمریکا توسعه دهد، به طور خاص بر محدودیت‌های فنی تمرکز دارد بدون در نظر گرفتن عوامل دیگر مانند مقررات یا اثرات زیست‌محیطی. این تلاش مخصوصاً مخازن فدرالی مدیریت شده آمریکا را بررسی می‌کند.
ارزیابی سودمندی خورشیدی
NREL بیان می‌کند که در حالی که مطالعات قبلی بر تخمین پتانسیل تولید انرژی پنل‌های خورشیدی شناور تمرکز کرده‌اند، این مطالعه اولین باری است که ارزیابی می‌کند کدام منابع آبی برای چنین سیستم‌هایی مناسب هستند.
برخی مخازن شرایطی مانند دمای شدید سرد، عمق کم، یا کف‌های شیب‌دار دارند که باعث می‌شود نصب پنل‌های خورشیدی دشوار باشد یا رفت‌وآمد کشتی‌ها باعث به وجود آمدن موج‌هایی می‌شود که می‌تواند به زیرساخت‌های شناور آسیب برساند.
با این حال، برخی مخازن نیروگاه‌های آبیّت به عنوان بهترین مکان‌ها برای نیروگاه‌های خورشیدی شناور تصور می‌شوند. یک سیستم انرژی ترکیبی که نیروی آبی و برق خورشیدی را ترکیب می‌کند، ممکن است یک منبع انرژی قابل‌اعتمادتر ایجاد کند. برای مثال، پنل‌های خورشیدی می‌توانند به تولید برق ادامه دهند، در حالی که یک مخزن انرژی آبی در صورت کاهش سطح آب خود را مجدد پر می‌کند.
علاوه بر این، پروژه‌های جدید انرژی آبی پمپی که اخیرا احداث شده‌اند اغلب مخازن تازه‌ای ایجاد می‌کنند که به رودخانه‌های طبیعی متصل نیستند و احتمال کمتری دارند که بر زیستگاه‌های اطراف یا فعالیت انسانی تأثیر بگذارند.
محققان برنامه دارند تا عوامل خاص محلی مانند نزدیکی به خطوط منتقل کننده، هزینه‌ها، نگرانی‌های زیست‌محیطی، و چالش‌های مقرراتی را بررسی کنند. آنها همچنین قصد دارند مکان‌های بیشتری از جمله مخازن کوچکتر، مصب‌ها و سایت‌های اقیانوسی را برای توسعه احتمالات انرژی خورشیدی شناور بررسی کنند.
جزئیات مطالعه در مجله انرژی خورشیدی منتشر شده است.
