محطة الطاقة الكهروضوئية العائمة على الماء

في السنوات الأخيرة، ومع الزيادة الكبيرة في محطات الطاقة الكهروضوئية على الطرق، كان هناك نقص حاد في الأراضي المخصصة للتركيب والبناء، مما أعاق تطوير هذه المحطات. في الوقت نفسه، دخل فرع آخر من تكنولوجيا الطاقة الكهروضوئية، وهو محطة الطاقة العائمة، مجال الرؤية.

بالمقارنة مع محطات الطاقة الكهروضوئية التقليدية، تُركّب محطات الطاقة الكهروضوئية العائمة مكونات توليد الطاقة الكهروضوئية على أجسام عائمة على سطح الماء. بالإضافة إلى عدم استهلاكها للموارد الأرضية وفوائدها لإنتاج الناس وحياتهم، فإن تبريد المكونات والكابلات الكهروضوئية بواسطة المسطحات المائية يُحسّن كفاءة توليد الطاقة بشكل فعال. كما تُقلل محطات الطاقة الكهروضوئية العائمة من تبخر الماء وتمنع نمو الطحالب، وهي مفيدة وغير ضارة لتربية الأحياء المائية والصيد اليومي.

في عام ٢٠١٧، بُنيت أول محطة طاقة شمسية عائمة في العالم، بمساحة إجمالية قدرها ١٣٩٣ مو، في مجمع ليولونغ، بلدة تيانجي، منطقة بانجي، مدينة هواينان، مقاطعة آنهوي. وباعتبارها أول محطة طاقة شمسية عائمة في العالم، فإن التحدي التقني الأكبر الذي تواجهه هو "الحركة" و"الرطوبة".

يشير مصطلح "ديناميكي" إلى حساب محاكاة الرياح والأمواج والتيارات. ونظرًا لأن وحدات توليد الطاقة الكهروضوئية العائمة تقع فوق سطح الماء، وهو ما يختلف عن الحالة الساكنة الثابتة للخلايا الكهروضوئية التقليدية، فيجب إجراء حسابات محاكاة مفصلة للرياح والأمواج والتيارات لكل وحدة توليد طاقة قياسية لتوفير أساس لتصميم نظام التثبيت وهيكل الجسم العائم لضمان سلامة الهيكل. أما بالنسبة لسلامة المصفوفة، فمن بينها نظام تثبيت مستوى الماء ذاتي التكيف للمصفوفة المربعة العائمة، والذي يعتمد على ركائز تثبيت أرضية وحبال فولاذية مغلفة للتوصيل مع التعزيزات الحافة للمصفوفة المربعة المرفقة. وذلك لضمان قوة موحدة وسلامة وموثوقية، وتحقيق أفضل اقتران بين الديناميكية والثبات.

يشير مصطلح "الرطوبة" إلى مقارنة موثوقية طويلة المدى لوحدات الزجاج المزدوج، ووحدات البطاريات من النوع N، ووحدات اللوحة الخلفية التقليدية غير الزجاجية المضادة لـ PID في البيئات الرطبة، بالإضافة إلى التحقق من تأثيرها على توليد الطاقة، ومتانة مواد الهيكل العائم. يهدف هذا إلى ضمان سلامة عمر تصميم محطة الطاقة العائمة البالغ 25 عامًا، وتوفير بيانات موثوقة للمشاريع اللاحقة.

يمكن بناء محطات الطاقة العائمة على مجموعة متنوعة من المسطحات المائية، سواء كانت بحيرات طبيعية أو خزانات اصطناعية أو مناطق هبوط مناجم الفحم أو محطات معالجة مياه الصرف الصحي، طالما أن هناك قدرًا معينًا من مساحة المياه، يمكن تركيب المعدات. عندما تواجه محطة الطاقة العائمة الأخيرة، فإنها لا تستطيع فقط تجديد "مياه الصرف الصحي" إلى حامل محطة طاقة جديد، ولكن أيضًا تعظيم قدرة التنظيف الذاتي للخلايا الكهروضوئية العائمة، وتقليل التبخر عن طريق تغطية سطح الماء، ومنع نمو الكائنات الدقيقة في الماء، ثم تحقيق تنقية جودة المياه. يمكن لمحطة الطاقة الكهروضوئية العائمة الاستفادة الكاملة من تأثير تبريد المياه لحل مشكلة التبريد التي تواجهها محطة الطاقة الكهروضوئية على الطرق. في الوقت نفسه، نظرًا لعدم انسداد الماء والضوء الكافي، من المتوقع أن تحسن محطة الطاقة العائمة كفاءة توليد الطاقة بنحو 5٪.

بعد سنوات من البناء والتطوير، حدّت موارد الأرض المحدودة وتأثير البيئة المحيطة بشكل كبير من تصميم محطات الطاقة الكهروضوئية الرصفية. وحتى لو أمكن توسيع نطاقها إلى حد ما من خلال تطوير الصحاري والجبال، إلا أنها لا تزال حلاً مؤقتًا. مع تطور تقنية الطاقة الكهروضوئية العائمة، لا يحتاج هذا النوع الجديد من محطات الطاقة إلى البحث عن أراضٍ قيّمة مع السكان، بل يتجه نحو مساحة مائية أوسع، معززًا مزايا سطح الطريق ومحققًا وضعًا مربحًا للجميع.