Yüzer güneş enerjisi santrali, yapay ya da doğal, bir göl, bir körfez, gibi sakin bir su havzasında, yüzen bir yapı üzerine kurulmuş, bir güneş enerjisi üretim tesisini ifade eder.
Fukushima’daki nükleer santral felaketinden yıllar sonra Japonlar 2030 yılına kadar yenilenebilir enerji üretimini iki katına çıkarmak için akıllı yöntemler arıyor. Bu çalışmalara da suda yüzen güneş santralleriyle başladılar.
Güneş enerjisi, direk olarak fotovoltaik yöntemiyle veya dolaylı olarak yoğunlaştırılmış güneş enerjisi yöntemleriyle, güneş ışığının elektriğe dönüşmesi şeklinde kullanılır. Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi yönteminde, aynalar veya lensler kullanılarak büyük alandaki güneş enerjisi küçük bir ışın demetine dönüştürülür. Fotovoltaik yönteminde ise, fotovoltaik etkilerle güneş ışınları direk elektrik akımına dönüştürülür.
Fotovoltaik yöntemi Hidroelektrik ve rüzgar enerjisinden sonra, yaklaşık 100 ülkede kurulumu yapılmış en önemli yenilenebilir enerjidir.
Yüzer güneş enerjisi santrali sistemleri
Platforma monte edilmiş fotovoltaik panelleri kullanan FPV veya yüzer fotovoltaik, ve güneş enerjisini bir kuleye yönlendiren aynaları kullanan yüzer konsantre güneş enerjisi olarak iki sistemden bahsedilebilir.
Bu teknoloji, 2016 yılından bu yana yenilenebilir enerji piyasasında hızlı bir büyüme göstermekte. Teknolojinin doğuşu analiz edildiğinde, birkaç düzine kWp’lik ilk 20 santral 2008 ile 2014 yılları arasında inşa edilmiştir.
Kurulu güç 2018’de 1,1 GW’a ulaştı. Ancak, yüzer bir sistemin maliyeti zemine monte sistemlerden% 20-25 daha yüksektir.
Temel Teknolojik özellikleri
Yüzen enerji santralleri karadakilere göre% 11 daha avantajlı görünüyor. Arazi sarfiyatı yoktur. Yüzer PV tesislerinin temel avantajı, elektrik depolama ünitesi ve şebeke bağlantıları için gerekli sınırlı yüzeyler dışında herhangi bir arazi kaplamazlar. Arazi tüketimini önlemede fonksiyonel bir imkan sağlarlar. Serbest kalan güneş çiftlikleri için kullanılan değerli arazi alanları başka maksatlara hizmet edebilir.
Japonya gibi çok fazla şehrin olduğu ve güneş panelleri için kara parçası bulmanın zor olduğu ülkelerde, yüzen paneller bu durumu sorun olmaktan çıkartır.
Yüzer PV santralleri kara tabanlı tesislere göre daha kompakttır, yönetimi daha basittir ve kurulumu, hizmetten çıkarılması kolaydır. Kara tabanlı bir tesis için kullanılan temeller gibi sabit yapılar gerektirmez. Arazi satın alma, temizleme, bakım ve sele karşı sigorta gibi kara tabanlı güneş çiftlikleriyle ilişkili maliyet çok daha azdır.
Su havzalarını kısmen kaplanması suyun buharlaşmasını azaltır. Su rezervuar yüzeyine çarpmadan önce güneş ışığını yakalayarak içme veya sulama amaçlı suyun buharlaşması azaltılır, hacmi artar.
Bu sonuç, iklim koşullarına ve kaplanan yüzeyin alanına bağlıdır. Avustralya gibi kurak iklimlerde, bu önemli bir avantajdır çünkü örtülü yüzeyin buharlaşmasının yaklaşık% 80’i tasarruf edilir ve bu 20.000 m3 / yıl / ha’dan fazla anlamına gelir. Bu, havza sulama amaçlı kullanılıyor olması durumunda, çok kullanışlı bir özelliktir. Su, güneş panellerini daha soğuk bir seviyede tutmaya yardımcı olur. Böylece panellerin hem etkisi, hem de ömrü daha uzun olur.
Güneş pili verimliliğini artırmaya katkı sağlar. Suyun soğutma etkisi nedeniyle kara tabanlı PV sistemlerine göre% 11 daha verimli paneller anlamına gelir.
Yüzeydeki daha soğuk hava nedeniyle güneş pili atrofisi riskinin en aza indirilmesine yardımcı olur.
Paralel bir avantaj, sanayileşmiş ülkelerde ciddi bir sorun olan mikroskobik alg’lerin aşırı çoğalması ve tabiatta gözle görülen koloniler oluşturmasının önlenmesi, yani alg çiçeklenmesinin kontrol altına alınmasıdır. Havzaların kısmen kaplanması ve yüzeyin hemen altındaki biyolojik kirlilik üzerindeki ışığın azaltılması, aktif sistemlerle birlikte bu sorunu çözebilir. Endüstriyel faaliyetler tarafından üretilen veya onlar tarafından kirletilen bir su havzasını yönetim problemine pozitif katkı sağlayabilir.
Suyun gölgelenmesi ve giardia ve cryptosporidium gibi bakteri üremesinin önlenmesi, su sıcaklığının düşürülmesi nedeniyle kısıtlanan alglerin büyümesi engellenebilir. Suyun kalitesi korunur.Böylece su havzaları daha sağlıklı olması ve kapasitelerinin daha fazla olması sağlanabilir.
Büyük bir yüzer platform kolayca döndürülebilir ve dikey eksen takibi gerçekleştirebilir. Bu işlem, enerji israfı olmadan ve kara tabanlı PV tesislerinde olduğu gibi karmaşık bir mekanik aparata ihtiyaç duyulmadan yapılabilir. Pratikliği sayesinde, izleme sistemi ile donatılmış yüzer bir PV tesisi, sınırlı bir ek maliyete sahipken, enerji kazancı% 15 ila% 25 arasında değişebilir.
Birçok çalışma, güneş panellerinin suya koyulmasının, verimliliğin iyileşmesinde önemli bir gelişme sağladığını iddia ediyor. Tüm bu çalışmalar kesin değildir ve sonuçları farklıdır. Bildirilen enerji kazancı% 5 ile% 15 arasında değişmektedir.
Bilinmeyenler
Ancak floatovoltaiklerin potansiyel dezavantajları da var. Dünyanın onlarla sınırlı deneyimi göz önüne alındığında, panellerin uzun vadede ne kadar iyi performans göstereceğini bilmek zor. Floatovoltaik kurulumların, yerel yaban hayatı ve eko sistemi nasıl etkilediği de net değil. Bu durumda, floatovoltaiklerin önündeki en büyük engel, bilinmeyenlerdir. Floatovolatiklerin sıradan hale gelmesi birkaç yıl alabilir.
Kapsamlı olmamak kaydıyla, kurulumlar üç kategoriye ayrılabilir:
Dubalara monte edilmiş modüllerden oluşan PV santralleri,
Plastik ve galvanizli çelikten yapılmış sallar üzerine monte edilmiş PV modülleri,
Tamamen plastikten, sallar üzerine monte edilmiş PV modülleri.
Tarihsel geçmişi
Güneş panelleri, ABD’nin enerji ihtiyacının yaklaşık yüzde 1’ini karşılıyor. Bilim adamları tarafından yapılan araştırmaya göre, ülkenin insan yapımı rezervuarlarının sadece dörtte birine monte edilen floatovoltaiklerin ABD’nin enerji ihtiyacının yaklaşık yüzde 10’unu karşılayabileceği tahmin ediliyor.
Dünyanın ilk yüzer fotovoltaik sistemi 2008’de bir California şaraphanesine kuruldu, ancak ABD şu anda floatovoltaik uygulamasında diğer ülkelerin gerisinde kalıyor.
Var olan 100 kadar floatovoltaik tesisin küçük bir kısmı ABD’de. Kabaca yüzde 80’i, sınırlı arazi ve çatı alanının, su bazlı güneş panellerini özellikle çekici kıldığı Japonya’da bulunuyor.
1990 yılından beri güneş enerjisi Japonya’da oldukça gelişti. Dünyanın en çok enerji tüketen 4. ülkesi olan Japonya Fukushima kazasından sonra devlet olarak tamamen yenilenebilir enerji üstüne yoğunlaştı.
