چندی پیش ارتش ایالات متحده آمریکا از یک مزرعه خورشیدی بزرگ شناور در کمپ ماکال بهره برداری کرد. این کمپ در پایگاه نظامی فورت برگ در کارولینای شمالی قرار دارد که بزرگ‌ترین پایگاه نظامی ایالات متحده در داخل خاک این کشور به‌شمار می‌رود. بهره‌برداری از این پروژه یک گام مهم به‌سوی فراگیر شدن استفاده از فوتوولتایک‌های شناور، نوعی از فناوری سبز است که آن‌طور که باید توجه همگان را جلب کرد.

دوسوم سطح زمین توسط آب پوشیده شده اما با وجود پتانسیل بالای فتوولتائیک‌های شناور تنها است. ۲ درصد از داروهای خورشیدی در خاک ایالات متحده از نوع شناور است. فتوولتائیک‌ها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها برخی از مشکلات دامنگیر انرژی خورشیدی را ایجاد کنند، مشکلاتی مانند استفاده از تمام زمین و اختصاصی از انرژی، مصرف انرژی و دفع گرما را ایجاد می‌کنند. همچنین این فناوری امیدبخش می‌تواند به پیاده‌سازی قوانین هیدرولوژیک در مورد کانال‌ها، مخزن آب و منابع طبیعی آب در مناطق درمعرض خشکسالی کمک کند.

با انرژی خورشیدی ارزان‌ترین منبع انرژی، می‌شود. اما میزان انرژی چگالی آن نسبت به سوخت‌های فسیلی بسیار پایین بوده و به فضای بیشتری نیاز دارد. به‌طوری که مزارع خورشیدی سنتی به‌ازای تولید هر وات به زمین نسبت به نیروگاه‌های سوخت فسیلی نیاز دارند. برای مثال چگالی انرژی گاز طبیعی هشتاد برابر با انرژی خورشیدی است. این مشکلات باعث برانگیخته شدن مخالفت اهالی با احداث مزارع خورشیدی شده است. آن‌ها با ذکری مانند کاهش ارزش املاک، آسیب به زیستگاه و از دست‌رفتن زمین به مزارع خورشیدی به چشم یک آفت نگاه کشاورزی می‌کنند.

نیروگاه خورشیدی شناور

یک سیستم پنل خورشیدی شناور جدید که در دریاچه بزرگ گلی در کمپ مکال مستقر شده است. ارتش ایالات متحده میزبان یک رویداد افتتاحیه برای رونمایی از سیستم انرژی خورشیدی در ۱۰ ژوئن ۲۰۲۲ در کمپ مکال در آبردین، کارولینای شمالی بود.

اما مزارع خورشیدی شناور یا فتوولتائیک‌ها روی سطح آب احداث می‌شوند که این نیاز به اختصاص زمین برای تولید انرژی انرژی تا حد زیادی کاهش می‌یابد. طراحان پروژه‌ها با در نظر گرفتن مختصات محل احداث می‌توانند فتوولتائیک‌های متفاوتی را طراحی کنند. تالاب‌های ساحلی، دریاچه‌ها، سدها و آب‌های ساحلی می‌توانند بهترین مکان برای ساخت فتوولتائیک باشند. با احداث نیروگاه‌های خورشیدی روی آب می‌تواند از زمین برای کاربردهای دیگر مانند کشاورزی و احداث زیرساخت‌ها استفاده شود.

مقاله مرتبط:

فتوولتائیک‌ها علاوه بر بازدهی بیشتر نسبت به مزارع خورشیدی سنتی باعث می‌شود افزایش بازدهی نیروگاههای برقآبی نیز می‌شوند. در نصب فتوولتائیک‌ها در مخازن سد میزان تبخیر آب پشت سد می‌یابد. همچنین نزدیکی‌های شبکه‌های برق نیروگاه‌های برق‌آبی به فتوولتائیک‌ها باعث کاهش هزینه‌های اتصال به شبکه می‌شود.

هفت کشور صنعتی دنیا و اعضای سازمان همکاری و توسعه اقتصادی که شامل متعهد به دموکراسی و اقتصاد آزاد می‌شود کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را در اولیت خود قرار داده است. سال دولت جو باید با اعلام یک هدف قبلی تولیدپروازانه، تولید برق در ایالات متحده آمریکا تا سال ۲۰۳۵ به انتشار کربن صفر دست پیدا کرد و بخش بزرگی از این برنامه شامل انرژی انرژی پذیرنده خورشیدی خواهد شد. با توجه به شوک‌های تهدیدآمیز وارد شده به طرح‌های توسعه زیرساخت‌های انرژی‌های تجدید پذیر به نظر می‌رسد فناوری فتوولتائیک می‌تواند گفتمان از انرژی‌های سبز با وجود هزینه اولیه آن در بالای آن را تقویت کند.

پنل خورشیدی شناور

نمای کلی از نیروگاه خورشیدی شناور سد یاماکورا در ایچیهارای ژاپن. این نیروگاه خورشیدی در مارس ۲۰۱۸ فعال شد و بزرگ‌ترین نیروگاه در نوع خود در ژاپن می‌شد و روی سطح مخزن سد یاماکورا ساخته شد. یاماکورا بیش از ۴۴ متر از سطح زمین را با ۵۰۹۴۰ ماژول خورشیدی پوشش می‌دهد و تقریباً ۱۶۱۷۰ مگاوات ساعت در سال تولید می‌کند.

با مردم فتوولتائیک برای مردم ایالات متحده آشنا نیست. اما در شرق آسیا، جائی که از زمین‌های قابل استفاده به ساخت‌وساز، ساخت صنایع کشاورزی و اختصاص یافته استفاده می‌شود، از فناوری مزارع خورشیدی شناور باعث تغییر اولویت‌گذاری در زمینه تولید انرژی می‌شود.

در سال ۲۰۰۷ اولین نیروگاه خورشیدی شناور به‌صورت آزمایشی در آیچی ژاپن به بهره‌برداری رسید. درحال‌حاضر چین پرچم‌دار توسعه‌ای مدیران فتوولتائیک در این زمینه می‌شود و در هند و کره جنوبی در مقام‌های بعدی قرار می‌گیرند. با بیشترین تعداد پروژه‌های فتوولتائیک ژاپن تمام‌شده در کل جهان را به‌خود اختصاص داده اما اندونزی، ویتنام، تایلند و مالزی نیز به بازار نوظهور نیروگاه‌های خورشیدی تبدیل می‌شوند. بانک توسعه آسیا حامی اصلی توسعه این فناوری در آسیا است. در سال 2018 و با شروع برنامه توسعه محلی فوتوولتاییک که یکی از پروژه های مربوط به بانک توسعه آسیا بود، از انرژی فتوولتاییک در شرق آسیا رشد چشمگیری را تجربه کرد.

با افزایش آشتیاق به فناوری فتوولتائیک هنوز مشکلی بر سر راه توسعه آن وجود دارد. با این‌که مزارع خورشیدی شناور بین ۲۰ تا ۳۰ سال عمر می‌کنند اما زنگ‌زدگی تجهیزات می‌تواند آن‌ها را تحت تأثیر قرار دهد و هزینه‌های نگه‌داری را به‌خصوص در آب‌های شور افزایش دهد. از طرف دیگر احداث فتوولتائیک بین ۱۰ تا ۱۵ درصد هزینه های بیشتر نسبت به فتوولتائک های زمینی دارد. یکی از مشکلات نیروگاه‌های خورشیدی تولید غیرمستمر برق، موضوعی است که در مورد نیروگاه‌های خورشیدی شناور نیز صدق می‌کند. تولید انرژی ازطریق مزارع خورشیدی در صورت آفتابی نبودن هوا با مشکل روبه‌رو شده و باعث افزایش فشار بر شبکه برق می‌شود.

توسعه فناوری باتری‌ برای فتوولتیک هم یک فرصت و هم یک گلوگاه به‌شمار می‌رود. تمام نیروگاه‌های نیروگاه‌های خورشیدی شناور به ویژه در نیروگاه‌های ارتش ایالات متحده آمریکا باید به تجهیزات ذخیره‌سازی انرژی مجهز باشند. بنابراین تولید انرژی خورشیدی در صورت توسعه فناوری‌های پیشرفته‌تر ذخیره‌ی انرژی افزایش پیدا خواهد کرد. برخی از شرکت‌های آمریکایی مانند تسلا، وستینگ‌هووس و جنرال‌موتورز در زمینه توسعه نسل جدید باتری‌ها در جهان پیشگام هستند.

سلول خورشیدی شناور مالزی

عکسی که در ۲۲ ژانویه ۲۰۲۱ گرفته شده و کارگری را در حال جابجایی کابلی در امتداد یک مزرعه‌ای شناور خورشیدی در دریا، نزدیک به سواحل شمالی سنگاپور درست در آن سوی ایالت جوهور مالزی نشان می‌دهد.

نیاز جهان به استفاده از نیروگاه‌های خورشیدی زمینی به‌منظور دستیابی به اهداف اقلیمی باعث به‌خطر افتادن امنیت امنیت آمریکا می‌شود. دلیل این موضوع به رقابت بین چین و آمریکا برمی‌گردد، چرا که در حال حاضر چینی‌ترین تولیدکننده پنل‌های خورشیدی در جهان بزرگ می‌شود. امنيت امنيتي استفاده از فوتوولتائيك يك فرصت سرمايه‌گذاري براي سرمايه‌گذاري و توسعه متقابل ايجاد شده است كه مي‌تواند از فشارهاي چيني مصون باشد.

پنل‌های تولیدکننده خورشیدی مانند سنگاپور، ژاپن، کره جنوبی، و اندونزی به‌راحتی می‌توانند جایگزین شونده‌های چینی می‌شوند، همچنین این کشورها با توجه به قرار گرفتن در دایره‌های دوست‌دار آمریکا می‌توانند به تقویت کالاهای خانگی این کشور کمک کنند. از شرکت‌های بزرگ تولیدکننده پنل‌های شناور می‌توان به هانوای سیلوشنز از کره جنوبی و کیوسرا از ژاپن اشاره کرد. همچنین بزرگ‌ترین بازیگر صنعت فتوولتائیک یک شرکت فرانسوی است که قدیمی‌ترین ایالات متحده آمریکا می‌شود. ایالات متحده آمریکا با استفاده از مزیت رقابت پذیرای خود می‌تواند به برتری چین در زمینه انرژی خورشیدی پایان دهد.

به نظر می‌رسد آینده انرژی‌های نوین پذیرنده به‌طور فزاینده‌ای تحت‌تأثیر محدودیت‌های زیست‌محیطی در استفاده از زمین قرار خواهد گرفت. مزارع خورشیدی و بادی اکنون به میدان‌های علمی، لجستیکی و سیاسی شده‌اند. از این‌رو فناوری فتوولتائیک به‌لطف از منابع آبی استفاده می‌شود به یک راه‌حل‌حل‌کننده امیدوارکننده و تبدیل می‌شود.

مقاله مرتبط:

فتوولتائیک‌ها می‌توانند مشکلاتی را در اختیار داشته باشند، اختصاص زمین و دارای هیدرولوژیک را بدون جلب خوش‌بینی‌های غیرموجه یا مخالفت‌های بدبینانه حل کنند. فتوولتائیک یکی از امیدبخش‌ترین و کاربردی‌ترین فناوری‌های انرژی سبز است و ایالات متحده آمریکا این فرصت را دارد که با استفاده از فناوری‌هایی که می‌توانند از آن استفاده کنند. فتوولتائیک باید یکی از عناصر مهم در برنامه ایالات متحده آمریکا برای تحول در زمینه روشهای تولید انرژی قلمداد شود.

اگر دوست داشتی امتیاز دادن یادت نره!