Z nowego badania opublikowanego w Solar Energy wynika, że zbiorniki federalne mogłyby pomóc w zaspokojeniu zapotrzebowania kraju na energię słoneczną.
Na potrzeby badania Evan Rosenlieb i Marie Rivers, naukowcy zajmujący się geoprzestrzennością w Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (NREL), a także Aaron Levine, starszy analityk ds. prawnych i regulacyjnych w NREL, po raz pierwszy dokładnie obliczyli, ile energii można wytwarzać z projektów pływających paneli słonecznych zainstalowanych na zbiornikach będących własnością federalną lub regulowanych przez władze federalne. (Deweloperzy mogą znaleźć szczegółowe informacje na temat każdego zbiornika na stronie internetowej AquaPV.)
Potencjał jest zaskakująco duży: w zbiornikach można umieścić wystarczającą liczbę pływających paneli słonecznych, aby wygenerować do 1476 terawatogodzin, czyli energię wystarczającą do zasilenia około 100 milionów domów rocznie.
„To potencjał techniczny” – powiedział Rosenlieb, mając na myśli maksymalną ilość energii, jaka mogłaby zostać wygenerowana, gdyby w każdym zbiorniku znajdowało się jak najwięcej pływających paneli słonecznych. „Wiemy, że nie będziemy w stanie opracować tego wszystkiego. Ale nawet gdyby udało się opracować 10% tego, co zidentyfikowaliśmy, byłoby to bardzo duże osiągnięcie”.
Levine i Rosenlieb muszą jeszcze rozważyć, w jaki sposób działalność człowieka i dzikiej przyrody może wpłynąć na rozwój pływającej energii słonecznej w określonych zbiornikach. Planują jednak zająć się tym ograniczeniem w przyszłych pracach.
Badanie to dostarcza znacznie dokładniejszych danych na temat potencjału pływającej energii słonecznej w Stanach Zjednoczonych. Dokładność ta może pomóc deweloperom w łatwiejszym planowaniu projektów dotyczących amerykańskich zbiorników i pomóc naukowcom lepiej ocenić, w jaki sposób te technologie wpisują się w szersze cele energetyczne kraju.
Pływające panele słoneczne, zwane również pływającymi panelami fotowoltaicznymi, mają wiele zalet: te elektrownie pływające nie tylko wytwarzają energię elektryczną, ale robią to bez konkurowania o ograniczony obszar. Zacieniają również i chłodzą zbiorniki wodne, co pomaga zapobiegać parowaniu i oszczędza cenne zasoby wody.
„Ale nie widzieliśmy żadnych instalacji na dużą skalę, jak na dużym zbiorniku” – powiedział Levine. „W Stanach Zjednoczonych nie mamy ani jednego projektu o mocy powyżej 10 megawatów”.
W poprzednich badaniach próbowano określić ilościowo, ile energii kraj może wygenerować z pływających paneli słonecznych. Jednak Levine i Rosenlieb jako pierwsi zastanawiają się, które źródła wody mają odpowiednie warunki do obsługi tego rodzaju elektrowni.
Na przykład w niektórych zbiornikach ruch żeglugowy powoduje powstawanie śladów, które mogą uszkodzić liny cumownicze lub wpłynąć na infrastrukturę pływającą. W innych jest zbyt zimno, są zbyt płytkie lub mają pochyłe dno, które jest zbyt strome, aby można było zamocować panele słoneczne.
A jednak niektóre zbiorniki hydroelektryczne mogłyby być idealnymi lokalizacjami dla pływających elektrowni słonecznych. Hybrydowy system energetyczny wykorzystujący zarówno energię słoneczną, jak i energię wodną mógłby zapewnić bardziej niezawodną i odporną energię dla sieci energetycznej. Jeśli na przykład susza wyczerpie zbiornik elektrowni wodnej, panele słoneczne mogą generować energię, podczas gdy elektrownia przestanie działać, aby umożliwić uzupełnienie wody.
Aby zbudować nowe projekty elektrowni szczytowo-pompowych – pompujących wodę z jednego zbiornika do drugiego na większej wysokości w celu magazynowania i wytwarzania energii w razie potrzeby – niektórzy deweloperzy tworzą zupełnie nowe zbiorniki wodne. Te nowe zbiorniki są odłączone od naturalnie płynących rzek i żaden człowiek ani zwierzę nie jest od nich zależny w zakresie rekreacji, siedliska ani pożywienia (przynajmniej jeszcze nie).
W przyszłości badacze planują sprawdzić, które lokalizacje znajdują się blisko linii przesyłowych lub zapotrzebowania na energię elektryczną, ile może kosztować inwestycja w określonych lokalizacjach, czy należy unikać danej lokalizacji, aby chronić lokalne środowisko, oraz w jaki sposób deweloperzy mogą poruszać się po przepisach stanowych i federalnych . Zespół chciałby także ocenić jeszcze więcej potencjalnych lokalizacji, w tym inne, mniejsze zbiorniki, ujścia rzek, a nawet obszary oceaniczne.
Badania zostały sfinansowane przez Biuro Technologii Energii Słonecznej i Biuro Technologii Energii Wodnej w Biurze ds. Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej DOE (EERE).