สถานีผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ลอยน้ำ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนถนนมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างมาก จึงเกิดการขาดแคลนทรัพยากรที่ดินอย่างร้ายแรงที่สามารถนำมาใช้ในการติดตั้งและก่อสร้าง ซึ่งทำให้การพัฒนาโรงไฟฟ้าประเภทนี้มีข้อจำกัด ขณะเดียวกัน เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์อีกสาขาหนึ่ง ซึ่งก็คือโรงไฟฟ้าลอยน้ำ ได้เข้ามามีบทบาทในสายตาของผู้คน

เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำจะติดตั้งส่วนประกอบการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์บนตัวลอยน้ำบนผิวน้ำ นอกจากจะไม่ใช้ทรัพยากรดินและเป็นประโยชน์ต่อการผลิตและชีวิตของผู้คนแล้ว การระบายความร้อนของส่วนประกอบและสายเคเบิลของพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยแหล่งน้ำยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำยังช่วยลดการระเหยของน้ำและยับยั้งการเติบโตของสาหร่าย ซึ่งเป็นประโยชน์และไม่เป็นอันตรายต่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและการประมงในชีวิตประจำวัน

ในปี 2017 สถานีพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำแห่งแรกของโลกที่มีพื้นที่รวม 1,393 หมู่ ได้ถูกสร้างขึ้นในชุมชน Liulong ตำบล Tianji เขต Panji เมือง Huainan มณฑล Anhui ในฐานะสถานีพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำแห่งแรกของโลก ความท้าทายทางเทคนิคที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เผชิญคือ “การเคลื่อนที่” หนึ่งครั้งและ “ความเปียก” หนึ่งครั้ง

“ไดนามิก” หมายถึงการคำนวณจำลองลม คลื่น และกระแสน้ำ เนื่องจากโมดูลผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบลอยน้ำอยู่เหนือผิวน้ำ ซึ่งแตกต่างจากสถานะคงที่ของโซลาร์เซลล์แบบทั่วไป จึงจำเป็นต้องดำเนินการคำนวณจำลองลม คลื่น และกระแสน้ำโดยละเอียดสำหรับหน่วยผลิตไฟฟ้ามาตรฐานแต่ละหน่วย เพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบระบบยึดและโครงสร้างตัวถังลอยน้ำ เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างลอยน้ำจะปลอดภัย ความปลอดภัยของอาร์เรย์นั้น หนึ่งในนั้นคือระบบยึดระดับน้ำแบบสี่เหลี่ยมลอยน้ำที่ปรับระดับได้เอง ซึ่งใช้เสาเข็มยึดพื้นและเชือกเหล็กหุ้มฉนวนเพื่อเชื่อมต่อกับการเสริมแรงที่ขอบของอาร์เรย์สี่เหลี่ยมที่ติดอยู่ เพื่อให้แน่ใจว่ามีแรงสม่ำเสมอ ปลอดภัย และเชื่อถือได้ และเพื่อให้ได้การเชื่อมโยงที่ดีที่สุดระหว่าง “ไดนามิก” และ “แบบคงที่”

“เปียก” หมายถึงการเปรียบเทียบความน่าเชื่อถือในระยะยาวของโมดูลกระจกสองชั้น โมดูลแบตเตอรี่ชนิด N และโมดูลแผงหลังแบบไม่มีกระจกทั่วไปที่ป้องกัน PID ในสภาพแวดล้อมเปียก รวมถึงการตรวจยืนยันผลกระทบต่อการผลิตพลังงาน และความทนทานของวัสดุตัวลอยน้ำ เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยของอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ของโรงไฟฟ้าลอยน้ำ 25 ปี และให้การสนับสนุนข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับโครงการที่ตามมา

โรงไฟฟ้าลอยน้ำสามารถสร้างได้บนแหล่งน้ำต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นทะเลสาบธรรมชาติ อ่างเก็บน้ำเทียม พื้นที่ทรุดตัวของเหมืองถ่านหิน หรือโรงบำบัดน้ำเสีย ตราบใดที่มีพื้นที่น้ำในปริมาณหนึ่ง ก็สามารถติดตั้งอุปกรณ์ได้ เมื่อโรงไฟฟ้าลอยน้ำพบปัญหาดังกล่าว ไม่เพียงแต่จะสร้าง "น้ำเสีย" ขึ้นมาใหม่เป็นตัวพาโรงไฟฟ้าใหม่เท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสามารถในการทำความสะอาดตัวเองให้สูงสุดเพื่อให้พลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำได้ ลดการระเหยโดยการปกคลุมผิวน้ำ ยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในน้ำ จากนั้นจึงทำให้คุณภาพน้ำบริสุทธิ์ โรงไฟฟ้าลอยน้ำสามารถใช้เอฟเฟกต์การระบายความร้อนด้วยน้ำได้อย่างเต็มที่เพื่อแก้ปัญหาการระบายความร้อนที่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนถนนพบเจอ ในขณะเดียวกัน เนื่องจากน้ำไม่ถูกปิดกั้นและมีแสงสว่างเพียงพอ โรงไฟฟ้าลอยน้ำจึงคาดว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 5%

หลังจากหลายปีของการก่อสร้างและพัฒนา ทรัพยากรที่ดินที่มีจำกัดและผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบได้จำกัดการจัดวางโซลาร์เซลล์แบบปูถนนอย่างมาก แม้ว่าจะขยายได้ในระดับหนึ่งโดยการพัฒนาทะเลทรายและภูเขา แต่ก็ยังคงเป็นวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์แบบลอยน้ำ โรงไฟฟ้าประเภทใหม่นี้ไม่จำเป็นต้องแย่งชิงพื้นที่ที่มีค่ากับผู้อยู่อาศัย แต่หันไปใช้พื้นที่น้ำที่กว้างขึ้น ซึ่งเสริมข้อดีของพื้นผิวถนนและบรรลุสถานการณ์ที่ทุกฝ่ายได้ประโยชน์