Збільшення потужностей: синергія гідроенергетики та сонячної енергії

Збільшення потужностей: синергія гідроенергетики та сонячної енергії

08-07-2020
Гідро- та сонячна енергетики – види відновлюваних джерел енергії, широке впровадження яких сприяє досягненню цілей сталого розвитку, економічного зростання, забезпечення стійкості та енергетичної безпеки.

Як відомо, гідроенергетика з потужністю майже 1200 ГВт становить найбільшу частку виробленої відновлюваної електроенергії у всьому світі, що дозволяє стабілізувати енергетичну систему. Варто підкреслити, що водночас водосховища ГЕС забезпечують мільйони людей питною водою, слугують для водозабезпечення промислових підприємств й посушливих земель, захищають водну систему від виснаження та зменшують ризики повеней й посух. Проте, гідроелектростанції зазнають значних втрат через випаровування води з водойм, оскільки випарена вода не може бути використана турбіною для отримання енергії.

Водночас з 2010 року у всьому світі стрімко зростає виробництво сонячної енергії, загальна встановлена потужність якої становить трохи більше 580 ГВт. Очікується, що в наступне десятиліття її потужність зросте ще більше. Однак, однією із найбільших проблем сонячних електростанцій є те, що вони потребують під своє будівництво великих земельних площ.

Останнім часом у світі все більшої популярності набирають комбіновані станції з гідроенергетичною та фотоелектричною частинами, на яких сонячні батареї встановлюються на поверхні водосховища або на поверхні греблі. Таке поєднання генерацій має ряд переваг, зокрема побудовані гідроелектростанції вже експлуатуються, а плаваючі сонячні панелі не потребують додаткового відведення землі, що значно здешевлює проєкт. Очікується, що потенціал гібридних електростанцій в майбутньому зростатиме, при цьому зменшуватиметься кількість шкідливих викидів у повітря, а кількість виробленої енергії збільшуватиметься.

Так, сонячні панелі можна встановлювати на похилій ділянці дамби. При такому монтуванні панелей відстань між ними виходить мінімальна, на відміну від тих, що встановлюються на рівній площині, завдяки чому збільшується генерація енергії. Водночас, що дуже важливо, PV-панелі захищають поверхню греблі від прямих сонячних промінів, зменшуючи таким чином термічний вплив на її поверхню.

Прикладом такого проєкту є гребля Кутані в Японії зі встановленою потужністю сонячних панелей 4,99 МВт. До речі, 20-річний дохід цієї станції становить приблизно 5,4 млн доларів.

Також сонячні батареї можна встановлювати на водній поверхні водосховища. Завдяки панелям, які затіняють воду, зменшується її випаровування та ріст водоростей, що покращує якість води в цілому й збільшує виробництво енергії. Водночас, вода зі свого боку охолоджує сонячні панелі, тим самим підвищуючи ефективність їх роботи.

За оцінками фахівців, якщо 25% поверхонь водосховищ ГЕС, що становитиме 265,7 тис км², покрити плаваючими сонячними панелями, то це дозволить згенерувати 4,400 ГВт енергії (6,270 ТВт*год). Окрім того, такі батареї допоможуть запобігти випаровуванню близько 74 млрд м³ води, збільшивши її доступність на 6,3%, а виробництво гідроенергії – на 142,5 ТВт*год.

Укргідроенерго, ГЕС, СЕС
Плаваючі сонячні панелі потужністю 200 кВт, станція Суверето,
Італія (фото: solarpowerworldonline.com)

Загалом, плаваючі сонячні батареї можуть збільшити коефіцієнт використання встановленої потужності гідроелектростанції від 50% до 100%. (Коефіцієнт використання встановленої потужності гідроелектростанції – це відношення загальної енергії, що виробляється, до максимальної енергії, яку може бути вироблено, якщо гідростанція завжди працюватиме на своїй максимальній встановленій потужності). Водночас, PV-панелі можуть виробляти від 7 до 14% більше енергії, ніж наземна сонячна станція.

Цікавим прикладом плаваючих сонячних панелей з потужністю 220 кВт є гідроакумулююча станція Альто-Рабагао в Португалії та станція Суверето в Італії з потужністю 200 кВт.

Світовий досвід використання комбінованих станцій з гідроенергетичною та фотоелектричною частинами планує перейняти і найбільша в Україні гідрогенеруюча компанія Укргідроенерго. Так, в компанії у найближчому майбутньому мають на меті реалізувати низку проєктів з будівництва сонячних електростанцій разом з акумуляторними батареями на діючих ГЕС і ГАЕС. Наразі розроблено техніко-економічне обґрунтування будівництва сонячних електростанцій, а компанія працює над залученням коштів міжнародних фінансових організацій для реалізації проєкту. Варто зазначити, що досі в Україні подібні екологічно безпечні об’єкти не будувалися.

 

Джерело: Solar Power World

Головне фото: плаваючі сонячні панелі потужністю 220 кВт, станція Альто-Рабагао, Португалія (фото: solarpowerworldonline.com)

Переклад та адаптація: Ірина Данилова

Читайте також:

На китайській гідроелектростанції «Байхетань» продовжується монтаж гідроагрегату потужністю 1000 МВ

Міжнародне енергетичне агентство представило План сталого відновлення: розвиток гідроенергетики в пріоритеті

Що буде, якщо спустити українські водосховища?

Поділитися: