Nhà máy quang điện nổi trên mặt nước có thể giúp châu Phi vượt qua khó khăn
Nhà máy quang điện nổi trên mặt nước có thể giúp châu Phi vượt qua khó khăn
Các tấm quang điện nổi có thể tìm thấy vị trí hữu ích. Năm nay, hạn hán nghiêm trọng đã ảnh hưởng đến nguồn cung cấp điện của nhiều đập thủy điện ở châu Phi. Đồng thời, cái nắng gay gắt cũng khiến lượng nước của hồ chứa bốc hơi liên tục và giảm tích nước. Vì vậy, một số nhà nghiên cứu đã đặt câu hỏi tại sao không sử dụng phát điện quang điện? Các tấm quang điện nổi có thể tăng khả năng cung cấp điện trên cơ sở các tổ máy tua-bin thủy điện hiện có, đồng thời cung cấp nơi trú ẩn cho mặt nước và giảm lượng nước bốc hơi.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu ngày càng quan tâm đến việc cài đặt quang điện nổitấm trên các hồ chứa và các vùng nước khác (bãi triều, các mỏ than lộ thiên bị ngập nước, v.v.). Kế hoạch Châu Phi là một ví dụ thuyết phục.
Châu Phi có nguồn năng lượng mặt trời phong phú nhất thế giới
Vào tháng Giêng, các nhà nghiên cứu tại The European Commission's Joint Research Cen-tre ở Ispra, Ý đã công bố một nghiên cứu nhằm khám phá việc xây dựng một nhà máy phát điện hỗn hợp thủy điện và năng lượng mặt trời trên lục địa nắng nhất ở châu Phi. Tiềm năng to lớn của trạm. Trưởng nhóm nghiên cứu Rocio Gonzalez Sanchezreckons tin rằng chỉ 1% diện tích các hồ chứa của lục địa châu Phi có thể được nhân đôi nhờ các tấm quang điện để đạt 58 GW. Nâng tổng công suất phát điện của lục địa châu Phi lên một phần tư.
Một số hồ chứa lớn nhất trên lục địa châu Phi có thể được hưởng lợi từ điều này, bao gồm The High Aswan trên sông Nile ở Ai Cập - mặt trời ở sa mạc Sahara khiến hồ chứa mất khoảng 1/4 lượng nước hàng năm do bốc hơi - miền nam châu Phi. Các đập Kariba và Cahora Bassa trên Zambezi và đập Ako-sombo ở Ghana. Ông Sanchez nói rằng phương án này rẻ hơn so với việc xây dựng nhiều đập hơn và không có tác động xấu đến môi trường và xã hội do làm ngập đất bằng các hồ chứa.
Vấn đề thiếu điện ở châu Phi là nghiêm trọng. Nhiều hộ dân chưa được mắc điện mà còn không đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện do tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng. Thủy điện luôn là trụ cột cung cấp điện ở nhiều nước châu Phi, nhưng hạn hán kéo dài đã khiến thủy điện không bền vững. Nhưng Sanchez nói rằng châu Phi có nguồn năng lượng mặt trời dồi dào nhất thế giới, gấp đôi châu Âu. Sau khi nghiên cứu dữ liệu bề mặt nước của 146 hồ chứa lớn trên lục địa châu Phi, bà tin rằng các tấm quang điện nổi là cơ hội quan trọng để sử dụng tối đa nguồn nước hiện có để sản xuất điện.
Ngoài ra, việc sử dụng các tấm pin mặt trời để phủ lên mặt nước có thể làm giảm sự bốc hơi nước. Bà ước tính rằng cách làm này có thể giúp lục địa châu Phi tiết kiệm được gần 1 tỷ mét khối nước mỗi năm, đủ để tăng sản lượng tuabin nước thêm 170 GWh mỗi năm.
Các hồ chứa của nhiều đập thủy điện ở châu Phi đã nhấn chìm những vùng đất bằng phẳng rộng lớn. Vì vậy, việc xây dựng các con đập không chỉ tốn nhiều diện tích đất mà còn dễ bị thất thoát nước do bốc hơi. Nhưng nếu các tấm quang điện nổi được dựng lên trên mặt nước có diện tích lớn, khuyết điểm có thể được biến thành ưu điểm.
Kenya có kế hoạch xây dựng các nhà máy điện quang điện nổi trong ba hồ chứa trên sông Tana và sông Turkwel. Sanchez tin rằng có những vùng nước và hồ chứa lớn thích hợp cho việc triển khai năng lượng mặt trời nổi. Ngoài ra còn có Hồ chứa đập Kai-nji ở Nigeria, Hồ chứa Merowe và Roseires ở Sudan, và Hồ chứa đập Kai-nji của Côte d'Ivoire. Hồ chứa Buyo (Buyo), Hồ chứa Lagdo (Lagdo) ở Cameroon và Hồ chứa Mtera (Mtera) ở Tanzania.
B Máy phát điện quang điện nổi đang ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới
Việc triển khai các tấm quang điện nổi ngày càng trở nên phổ biến trên khắp thế giới, và một số chuyên gia dự đoán rằng nó sẽ sớm trở thành "lớn thứ ba"chế độ triển khai năng lượng mặt trời sau khi các tấm pin mặt trời được phân phối trên mái nhà và trên mặt đất. Theo Frank Haugwitz của Apricum, một công ty tư vấn công nghệ sạch của Đức, ước tính có 350 hệ thống năng lượng mặt trời nổi đã được thiết lập tại hơn 35 quốc gia, nhưng hầu hết đều có quy mô không lớn. Tính đến cuối năm ngoái, tổng công suất lắp đặt của các hệ thống năng lượng mặt trời nổi này chỉ là 2,6 GW.
Nhật Bản đã đi đầu trong việc nghiên cứu mô hình này hơn 10 năm trước, nhưng Trung Quốc vẫn giữ vị trí dẫn đầu kể từ đó. Dự án năng lượng mặt trời nổi lớn nhất đang được sử dụng hiện nay trên thế giới được đặt tại một khu mỏ than chìm ở tỉnh An Huy, với tổng công suất lắp đặt là 150 megawatt. Mối quan tâm đến công nghệ này cũng đang tăng lên ở các khu vực khác của châu Á.
Dự án điện mặt trời nổi lớn nhất hiện nay đang được xây dựng nằm ở Saemangeum, Hàn Quốc, nơi đây từng là một bãi triều. Dự án có kế hoạch đầu tư 4 tỷ đô la Mỹ, với tổng công suất lắp đặt là 2,1 GW, sẽ đi vào hoạt động vào năm 2025. Dự án quang điện mặt trời nổi ở Kerala, Ấn Độ nằm trong Hồ chứa nước Banasura Sagar. Maharashtra cũng đề cập rằng họ sẽ triển khai một dự án quang điện nổi 600 MW tại một trong những dự án thủy điện lớn nhất của Ấn Độ - hồ chứa nhà máy điện Koyna.
Theo báo cáo, Singapore đang tìm hiểu ý tưởng lắp đặt các tấm pin mặt trời nổi trên biển để cung cấp năng lượng cho các trung tâm dữ liệu. Các kỹ thuật viên xem xét việc lắp đặt các tấm pin mặt trời nổi giữa các tuabin gió ngoài khơi để tận dụng lợi thế của kết nối lưới điện của nó. Các nước và khu vực châu Á như Đài Loan, Thái Lan và Việt Nam cũng có kế hoạch như vậy.
Các nước châu Âu cũng đang trở nên quan tâm hơn. Công ty năng lượng tái tạo BayWa của Đức đã hoàn thành dự án 27 megawatt trên một boongke ngập nước ở Hà Lan vào năm ngoái. Một nghiên cứu do Viện Fraunhofer về Hệ thống năng lượng mặt trời Ener-gy tiến hành cho công ty vào năm ngoái đã khuyến nghị sử dụng các hố than nâu lộ thiên ngập nước để triển khai các tấm quang điện nổi. Có 500 hố như vậy trải rộng trên 470 km vuông của các vùng nông thôn ở miền đông nước Đức. Viện nghiên cứu ước tính rằng quy mô triển khai tiềm năng của các mỏ này trên lý thuyết có thể đạt 56 GW. Ngay cả với tỷ lệ bao phủ là 5%, công suất lắp đặt có thể đạt 2,74 GW, tương đương với hai nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch lớn.
C Sản xuất điện quang điện trong nước có thể giúp ích cho Châu Phi
Nhìn bề ngoài, chi phí triển khai các tấm pin mặt trời trên mặt nước thường cao hơn trên mặt đất khoảng 10% đến 20%. Tuy nhiên, tấm pin quang điện nổi có ưu điểm: không chiếm đất, ít ô nhiễm bụi, không cần san lấp mặt bằng, không cần chặt cây, phá dỡ công trình, mặt nước mát hơn đất liền nên tỷ lệ năng lượng đầu ra thường cao hơn. .
Triển khai các tấm quang điện nổi trong các hồ chứa đập có những lợi ích khác. Các đường dây truyền tải nối lưới luôn có sẵn và hai phương pháp phát điện có thể bổ sung cho nhau. Năng lượng mặt trời phát điện được sử dụng vào ban ngày, tiết kiệm nước và phát điện vào ban đêm.
Nhưng lợi ích bổ sung lớn nhất là các tấm pin mặt trời bao phủ mặt nước có thể làm giảm sự bốc hơi nước, do đó làm tăng tiềm năng thủy điện của hồ chứa, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới. Các hồ chứa ở hầu hết các vùng nhiệt đới giảm tới 2 mét nước mỗi năm do bốc hơi nước, tương đương với một phần ba dung tích lưu trữ của chúng.
Kết quả là hồ chứa đập Kariba ở miền nam châu Phi đã mất một phần tư lượng nước. Hồ chứa đập Akosombo ở Ghana bị mất hơn một nửa. Không có cách nào khả thi để giảm lượng nước thất thoát khổng lồ. Các tấm pin mặt trời có thể là câu trả lời.
Về tác động tiềm tàng của các tấm quang điện nổi đối với động vật và thực vật hoang dã hoặc môi trường rộng hơn, không có nghiên cứu tác động môi trường liên quan hoặc phân tích chi tiết khác đã được thực hiện. Sanchez tin rằng ánh sáng dưới nước giảm hoặc nhiệt độ nước thay đổi có thể gây ra thiệt hại tiềm tàng cho nghề cá. Những thay đổi này cũng sẽ làm giảm sự phát triển của tảo, có thể có lợi cho các hệ sinh thái nước ngọt bị cản trở bởi sự nở hoa của tảo. Ở châu Phi, một số tấm nổi có thể bị cá sấu hoặc hà mã tấn công. Tương tự, cơ sở hạ tầng như vậy có thể cản trở những động vật này và các động vật khác tiếp cận nguồn nước.
Một báo cáo của Ngân hàng Thế giới cách đây ba năm cho biết khi đất đai hạn chế sự phát triển của năng lượng mặt trời, các tấm pin quang điện nổi đã mở ra nhiều lĩnh vực mới để sản xuất điện mặt trời trên toàn cầu, đặc biệt là ở các quốc gia hạn chế về đất đai. Haugwitz cho biết Ngân hàng Thế giới hiện đang xem xét tài trợ cho các nhà máy thủy điện và năng lượng mặt trời hỗn hợp ở Pakistan, Thổ Nhĩ Kỳ, Ukraine, Mali và Côte d'Ivoire.
Các hạn chế về đất đai đối với việc triển khai năng lượng mặt trời cũng đang sinh ra một số giải pháp khác. Theo Brandi McK-uin của Đại học California, Santa Barbara, California có thể biến một mạng lưới hơn 6.000 km kênh tưới tiêu (hệ thống dẫn nước lớn nhất thế giới) thành “kênh năng lượng mặt trời”, có thể thay thế máy bơm tưới tiêu. Máy phát điện diesel để cung cấp năng lượng.
Dòng nước chảy xiết trong kênh tưới ngăn cản các tấm pin mặt trời nổi trên mặt nước, vì vậy chúng cần được lắp đặt trên giá đỡ kim loại hoặc cáp treo phía trên kênh, nhưng vai trò che chắn ánh sáng mặt trời của nó vẫn có thể được giữ lại ở mức độ lớn. . Một nghiên cứu được công bố vào tháng 3 bởi McCon trên tạp chí Nature Sustainabili-ty đã chỉ ra rằng, giống như các tấm pin mặt trời nổi trên mặt nước, các tấm pin mặt trời lơ lửng cũng có thể làm giảm sự bốc hơi nước trong các kênh thủy lợi. Và có thể giảm sự sinh sôi của cỏ dại.
Rõ ràng là dù là nổi hay lơ lửng, các tấm pin mặt trời dường như hoạt động theo một cách chưa từng có.
