Schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke auf dem Wasser können Afrika helfen, Schwierigkeiten zu überwinden
Schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke auf dem Wasser können Afrika helfen, Schwierigkeiten zu überwinden
Schwimmende Photovoltaikmodule können einen nützlichen Platz finden. In diesem Jahr hat die schwere Dürre die Stromversorgung vieler Wasserkraftwerke in Afrika beeinträchtigt. Gleichzeitig hat die sengende Sonne auch zu einer kontinuierlichen Verdunstung und Verringerung der Wasserspeicherung im Reservoir geführt. Daher fragten sich einige Forscher, warum nicht die Photovoltaik-Stromerzeugung genutzt wird. Schwimmende Photovoltaik-Paneele können die Stromversorgung auf der Grundlage bestehender Wasserkraftturbineneinheiten erhöhen, während sie gleichzeitig die Wasseroberfläche schützen und die Wasserverdunstung reduzieren.
Derzeit interessieren sich Forscher zunehmend für die Installation schwimmende PhotovoltaikTafeln an Stauseen und anderen Gewässern (Wattflächen, überflutete Kohletagebaue usw.). Der afrikanische Plan ist ein überzeugendes Beispiel.
Ein Afrika hat die reichsten Solarenergieressourcen der Welt
Im Januar veröffentlichten Forscher des Gemeinsamen Forschungszentrums der Europäischen Kommission in Ispra, Italien, eine Studie, um den Bau einer Wasserkraft- und Solar-Hybrid-Stromerzeugung auf dem sonnenreichsten Kontinent Afrikas zu untersuchen. Das große Potenzial der Station. Der leitende Forscher Rocio Gonzalez Sanchezreckons glaubt, dass nur 1% der Fläche der Reservoirs des afrikanischen Kontinents durch Photovoltaikmodule auf 58 GW verdoppelt werden kann. Erhöhung der gesamten Stromerzeugungskapazität des afrikanischen Kontinents um ein Viertel.
Einige der größten Stauseen des afrikanischen Kontinents könnten davon profitieren, darunter The High Assuan on the Nile in Egypt – die Sonne in der Sahara lässt den Stausee aufgrund der Verdunstung etwa ein Viertel seines jährlichen Wasservolumens verlieren Kariba und Cahora Bassa Staudämme am Zambezi und der Ako-Sombo-Staudamm in Ghana. Sanchez sagte, diese Option sei billiger als der Bau weiterer Dämme und habe nicht die ökologischen und sozialen negativen Auswirkungen einer Überflutung des Landes mit Stauseen.
Das Problem der Stromknappheit in Afrika ist ernst. Viele Haushalte sind nicht nur noch nicht an den Stromanschluss angeschlossen, sondern können auch den Strombedarf des rasanten Wirtschaftswachstums nicht decken. Wasserkraft war in vielen afrikanischen Ländern schon immer die tragende Säule der Elektrizität, aber die langfristige Dürre hat die Wasserkraft nicht nachhaltig gemacht. Aber Sanchez sagte, dass Afrika die meisten Sonnenressourcen der Welt hat, doppelt so viel wie Europa. Nach dem Studium der Wasseroberflächendaten von 146 großen Stauseen auf dem afrikanischen Kontinent ist sie der Ansicht, dass schwimmende Photovoltaik-Paneele eine wichtige Möglichkeit sind, die vorhandenen Wasserressourcen zur Stromerzeugung zu maximieren.
Darüber hinaus kann der Einsatz von Sonnenkollektoren zur Abdeckung der Wasseroberfläche die Verdunstung reduzieren. Sie schätzt, dass dieser Ansatz dem afrikanischen Kontinent helfen kann, jedes Jahr fast 1 Milliarde Kubikmeter Wasser einzusparen, genug, um die Erzeugung von Wasserturbinen um 170 GWh pro Jahr zu steigern.
Die Stauseen vieler Wasserkraftwerke in Afrika haben weite Landstriche überflutet. Daher nimmt der Bau von Staudämmen nicht nur viel Land in Anspruch, sondern ist auch anfällig für Wasserverlust durch Verdunstung. Werden jedoch schwimmende Photovoltaik-Paneele auf einer großen Wasserfläche aufgestellt, können aus Mängeln Vorteile werden.
Kenia plant den Bau schwimmender Photovoltaik-Kraftwerke in drei Stauseen auf den Flüssen Tana und Turkwel. Sanchez glaubt, dass es große Wasserflächen und Reservoirs gibt, die für den Einsatz schwimmender Sonnenenergie geeignet sind. Es gibt auch den Kai-nji-Staudamm in Nigeria, die Merowe- und Roseires-Stauseen im Sudan und den Kai-nji-Staudamm in der Elfenbeinküste. Buyo-Stausee (Buyo), Lagdo-Stausee (Lagdo) in Kamerun und Mtera-Stausee (Mtera) in Tansania.
B Schwimmende Photovoltaik-Stromerzeugung wird weltweit immer beliebter
Der Einsatz schwimmender Photovoltaik-Module wird weltweit immer beliebter und einige Experten sagen voraus, dass dies bald die "Drittgrößte"Solarbereitstellungsmodus nach verteilten und bodengestützten Solarmodulen auf dem Dach Laut Frank Haugwitz von Apricum, einem deutschen Beratungsunternehmen für saubere Technologien, wurden schätzungsweise 350 schwimmende Solarsysteme in mehr als 35 Ländern errichtet, aber die meisten davon sind nicht groß. Ende letzten Jahres betrug die installierte Gesamtleistung dieser schwimmenden Solaranlagen nur noch 2,6 GW.
Japan war vor mehr als 10 Jahren führend bei der Erforschung dieses Modells, aber China nimmt seitdem eine führende Position ein. Das derzeit größte schwimmende Solarprojekt der Welt befindet sich auf einem versunkenen Kohlebergwerk in der Provinz Anhui mit einer installierten Gesamtleistung von 150 Megawatt. Auch in anderen Teilen Asiens wächst das Interesse an dieser Technologie.
Das größte derzeit im Bau befindliche schwimmende Solarstromprojekt befindet sich in Saemangeum, Südkorea, wo es einst ein Wattenmeer war. Das Projekt soll 4 Milliarden US-Dollar mit einer installierten Gesamtleistung von 2,1 GW investieren und bis 2025 in Betrieb gehen. Das schwimmende Solar-Photovoltaik-Projekt in Kerala, Indien, befindet sich im Banasura Sagar Reservoir. Maharashtra erwähnte auch, dass es ein schwimmendes 600-MW-Photovoltaikprojekt in einem der größten Wasserkraftprojekte Indiens – dem Stausee des Kraftwerks Koyna – einsetzen wird.
Berichten zufolge prüft Singapur die Idee, schwimmende Sonnenkollektoren auf See zu installieren, um Rechenzentren mit Strom zu versorgen. Techniker erwägen, schwimmende Sonnenkollektoren zwischen Offshore-Windturbinen zu installieren, um die Netzverbindung zu nutzen. Auch asiatische Länder und Regionen wie Taiwan, Thailand und Vietnam haben solche Pläne.
Auch die europäischen Länder werden immer interessierter. Das deutsche Erneuerbare-Energien-Unternehmen BayWa hat im vergangenen Jahr ein 27-Megawatt-Projekt auf einem überfluteten Bunker in den Niederlanden fertiggestellt. Eine im vergangenen Jahr für das Unternehmen durchgeführte Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme empfahl den Einsatz von gefluteten Braunkohletagebauen für den schwimmenden Einsatz von Photovoltaikmodulen. In Ostdeutschland gibt es 500 solcher Gruben, verteilt auf 470 Quadratkilometer ländlicher Gebiete. Das Forschungsinstitut schätzt, dass der potenzielle Einsatzumfang dieser Minen theoretisch 56 GW erreichen kann. Selbst bei einem Abdeckungsgrad von 5 % kann die installierte Leistung 2,74 GW erreichen, was zwei großen fossilen Kraftwerken entspricht.
C Wasser-Photovoltaik-Stromerzeugung kann Afrika helfen
An der Oberfläche sind die Kosten für den Einsatz von Sonnenkollektoren auf dem Wasser normalerweise etwa 10 bis 20 % höher als auf dem Boden. Schwimmende Photovoltaikmodule haben jedoch ihre Vorteile: Sie beanspruchen kein Land, haben weniger Staubbelastung, müssen das Land nicht nivellieren, müssen keine Bäume fällen oder Gebäude abreißen, und die Wasseroberfläche ist kühler als Land Die Energieabgaberate ist in der Regel höher. .
Der Einsatz schwimmender Photovoltaikmodule in Staudämmen hat weitere Vorteile. Netzgekoppelte Übertragungsleitungen sind ohne weiteres verfügbar, und die beiden Stromerzeugungsmethoden können sich ergänzen. Tagsüber wird die Solarstromerzeugung genutzt, um Wasser zu sparen und nachts Strom zu erzeugen.
Der größte Zusatznutzen besteht jedoch darin, dass Sonnenkollektoren, die das Wasser abdecken, die Wasserverdunstung reduzieren und damit das Wasserkraftpotenzial des Stausees insbesondere in tropischen Regionen erhöhen können. Stauseen in den meisten Teilen der Tropen verlieren durch Wasserverdunstung jedes Jahr bis zu zwei Meter Wasser, was einem Drittel ihrer Speicherkapazität entspricht.
Dadurch verlor der Stausee Kariba Dam im südlichen Afrika ein Viertel seiner Wasseraufnahme. Der Stausee Akosombo Dam in Ghana verlor mehr als die Hälfte. Es gibt keine praktikable Möglichkeit, den enormen Verlust an Wasserspeichern zu reduzieren. Sonnenkollektoren können die Antwort sein.
Hinsichtlich der potenziellen Auswirkungen schwimmender Photovoltaikmodule auf wildlebende Tiere und Pflanzen oder die weitere Umwelt wurden keine relevanten Umweltverträglichkeitsstudien oder andere detaillierte Analysen durchgeführt. Sanchez glaubt, dass reduziertes Unterwasserlicht oder Änderungen der Wassertemperatur potenzielle Schäden an der Fischerei verursachen können. Diese Veränderungen werden auch das Algenwachstum reduzieren, was für von Algenblüten geplagte Süßwasserökosysteme von Vorteil sein kann. In Afrika können einige schwimmende Paneele von Krokodilen oder Flusspferden angegriffen werden. Ebenso kann eine solche Infrastruktur diese Tiere und andere Tiere am Zugang zu Wasserressourcen hindern.
Ein Bericht der Weltbank vor drei Jahren stellte fest, dass schwimmende Photovoltaikmodule neue Gebiete für die globale Solarstromerzeugung erschlossen haben, da Land die Entwicklung von Solarenergie einschränkt, insbesondere in Ländern mit begrenztem Land. Haugwitz sagte, die Weltbank erwäge derzeit die Finanzierung von Wasserkraft- und Solar-Hybrid-Kraftwerken in Pakistan, der Türkei, der Ukraine, Mali und Côte d'Ivoire.
Landbeschränkungen für den Einsatz von Solarenergie bringen auch einige andere Lösungen hervor. Laut Brandi McK-uin von der University of California in Santa Barbara kann Kalifornien ein Netz von mehr als 6.000 Kilometern Bewässerungskanäle (das größte Wasserversorgungssystem der Welt) in „Solarkanäle“ umwandeln, die Bewässerungspumpen ersetzen können. Dieselgenerator zur Stromversorgung.
Der schnelle Wasserfluss im Bewässerungskanal verhindert, dass die Solarmodule auf dem Wasser schwimmen, sodass sie an einer Metallhalterung oder einem Tragseil über dem Kanal installiert werden müssen, aber ihre Rolle als Sonnenlichtabschirmung kann noch weitgehend beibehalten werden . Eine im März von McCon in der Zeitschrift Nature Sustainability veröffentlichte Studie wies darauf hin, dass aufgehängte Sonnenkollektoren wie auf dem Wasser schwimmende Sonnenkollektoren auch die Wasserverdunstung in Bewässerungskanälen reduzieren können. Und es ist möglich, die Vermehrung von Unkräutern zu reduzieren.
Es ist offensichtlich, dass Sonnenkollektoren, ob schwebend oder hängend, auf beispiellose Weise zu funktionieren scheinen.
