توسعه فتوولتائیک‌ها راهکاری برای کاهش تنش آبی

به گزارش آتیه آنلاین به نقل از پاون، توجه به توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر به‌خصوص توسعه نیروگاه‌های خورشیدی و بادی از رئوس برنامه‌های وزارت نیرو در دولت سیزدهم است که از ابتدای شروع به کار این دولت، وزارت نیرو برای حمایت از تجدیدپذیرها اقدامات گسترده‌ای انجام داده است. این وزارتخانه برنامه احداث ۱۰ هزار مگاوات نیروگاه‌های تجدیدپذیر را طی ۴ سال به مجلس شورای اسلامی اعلام کرده که این موضوع مهم در دستور کار سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق ساتبا قرار گرفته به طوری‌که اخذ مجوز برای احداث ۷ هزار مگاوات نیروگاه خورشیدی و ۳ هزار مگاوات نیروگاه بادی، در دستور کار شورای اقتصاد قرار دارد که شورای اقتصاد در گام اول ایجاد ۴ هزارمگاوات نیروگاه خورشیدی را برای دو سال آینده مصوب کرده است. بر این اساس، اهمیت موضوع تجدیدپذیر برای کشور به قدری است که مقام معظم رهبری در فرمایشات خود به مناسبت روز درختکاری با تأکید بر لزوم توسعه انرژی‌های پاک گفتند: توسعه انرژی‌های غیرفسیلی مانند انرژی هسته‌ای که استفاده از آن در دنیا روزافزون است و کشورهای منطقه ما نیز در حال حرکت به سمت آن هستند و نیز انرژی‌های بادی و خورشیدی، باید جدی گرفته شود. اما امروز در این گزارش قصد داریم به نیروگاه‌های خورشیدی شناور بپردازیم. نیروگاه‌­های فتوولتائیک تا زمانی که زمین برای احداث وجود داشته باشد به راحتی توسعه می‌­یابند. محمدعلی رمضانی معاون فنی و مهندسی سازمان ساتبا  اظهار کرد: در بیشتر مناطق قابل سکونت و شهرها که مصرف کننده برق هستند، قیمت زمین برای ساخت مزرعه خورشیدی بسیار بالا است و در حال حاضر مزارع بزرگ خورشیدی در بیابان با کیلومترها فاصله از مناطق مسکونی واقع شده‌­اند و اکثرا نیازمند به سرمایه‌گذاری کلان در خطوط و تجهیزات انتقال برق از مناطق بیابانی به محل مصرف هستند. همچنین طوفان­‌های بیابانی که غیرقابل پیش‌بینی است می‌توانند صفحات خورشیدی را با گرد و غبار غلیظ بپوشاند که کارایی آنها را به شدت کاهش می­‌دهد. وی با اشاره به توسعه این نیروگاه‌های خورشیدی شناور، اضافه کرد: با توجه به هزینه بالای زمین در مجاورت شهرها و هزینه بالای انتقال برق از مناطق بیابانی، مزارع خورشیدی شناور در دنیا به آرامی در حال افزایش است. این نیروگاه­‌ها روی کانال انتقال آب، مخازن سدها و دریاچه­‌ها احداث می­‌شوند. معاون فنی و مهندسی سازمان ساتبا خاطرنشان کرد: مزیت قابل‌توجه نیروگاه‌های خورشیدی شناور روی سدها و دریاچه‌ها، عدم استفاده از فضای زمین است که می‌توان از این فضا برای دیگر کاربری‌ها همچون کشاورزی و یا ساخت ‌و ساز و همچنین از تجهیزات انتقال برق موجود در دریاچه سد­های دارای نیروگاه برق آبی بهره گرفت. وی ادامه داد: مزیت دیگر نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک، استفاده از اثر سرمایشی آب است که می‌تواند عملکرد پنل خورشیدی را ۵ تا ۱۰ درصد بهبود بخشد. در گذر زمان، این امر باعث کاهش چشمگیر هزینه تولید برق خورشیدی می‌شود. دیگر مزایای بالقوه، کاهش مشکل سایه‌اندازی، کاهش فعالیت‌های عمرانی، کاهش تبخیر آب، بهبود کیفیت آب و کاهش رشد جلبک‌ها بیان شده است. کاهش تبخیر آب با توجه به اقلیم گرم و خشک ایران و تنش آبی در اکثر نقاط کشور، مهم‌ترین مزیت این نوع نیروگاه‌­ها در ایران است. رمضانی با بیان اینکه پتانسیل زیادی در سراسر جهان برای عملکرد ترکیبی و یکپارچه‌سازی نیروگاه­‌های برق آبی و فتوولتائیک شناور وجود دارد، گفت: معمولاً در فصول خشک جریان آب کمتر و مدت زمان تابش خورشید زیاد است و برعکس آن در فصول پر بارش رخ می‌دهد. وی افزود: ترکیبی از این دو نوع نیروگاه می‌تواند تاثیر تغییرات فصلی در تولید برق را کاهش دهد. علاوه بر این تغییرات ناگهانی در تولید نیروگاه فتوولتائیک که ناشی از سایه‌اندازی ابرها را می‌توان تا حد زیادی با توربین‌های آبی پاسخ سریع داد و یک سیستم ترکیبی روزانه فتوولتائیک و شبانه برق‌آبی داشت. در سیستم‌های ترکیبی، مخزن سد اساساً به عنوان یک ذخیره­‌گاه غول­‌پیکر برای نیروگاه فتوولتائیک به‌شمار می‌آید. معاون فنی و مهندسی ساتبا با اشاره به هزینه‌های این سیستم‌های خورشیدی شناور، گفت: با توجه به میزان تغییر سطح آب، نوع بستر، عمق آب و همچنین شرایط سخت آب‌ و هوایی از قبیل وزش بادهای سنگین و امواج بلند، سیستم‌های خورشیدی شناور با چالش‌های ویژه‌ای مربوط به لنگراندازی و مهارگاه روبه‌رو هستند. از این‌رو، هزینه‌های مهندسی و ساخت نیروگاه‌های خورشیدی شناور به‌طور معمول بیش ‌از نیروگاه‌های خورشیدی احداث ‌شده در خشکی است. وی اضافه کرد: علاوه ‌بر این، برخی ملاحظه‌های ایمنی نیز باید در نظر گرفته شود چرا که از آن‌جایی‌که سیستم‌های خورشیدی شناور با آب و الکتریسیته در ارتباط هستند، ملاحظه‌های ایمنی بیشتری مربوط به مدیریت کابل‌کشی و تست مداوم عایق‌کاری باید صورت گیرد و از سوی دیگر عدم آلایندگی آب به خصوص در مورد مخازن تامین کننده آب شرب دارای اهمیت زیادی است. بنابراین، در نظرگرفتن استانداردهای کیفی مناسب برای انتخاب تجهیزات نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک شناور که قادر باشند به‌مدت ۲۵ سال عملکرد نیروگاه را در شرایط سخت محیطی، تضمین کنند و آلودگی آب به همراه نداشته باشند، ضروری و حیاتی است. رمضانی با اشاره به بهره‌برداری کشورهای خارجی از این فناوری، تصریح کرد: در حال حاضر در کشورهای چین، هند و کره جنوبی نیروگاه­‌های شناور با ظرفیت­‌های چند صد مگاواتی در حال ساخت و بهره­‌برداری است. به گفته وی، توسعه سامانه‌های فتوولتائیک شناور علاوه بر استفاده از منبع انرژی پاک و عدم انتشار کربن در حفظ و نگهداری منابع آب و کاهش تبخیر تاثیرگذار است، به‌طوری که در اکثر نقاط ایران بر اثر وجود تنش آبی، استفاده از این سامانه‌ها به دلیل کاهش میزان تبخیر آب در پهنه دریاچه سدها می­‌تواند جذابیت خوبی داشته باشد. این مقام مسئول یادآور شد: از این رو بررسی و ارزیابی اولیه، سدهای دارای نیروگاه برق‌آبی کشور نشان می‌دهد با در نظر گرفتن سطح موثر دریاچه سدها ظرفیت نظری قابل نصب در سدهای فاقد سایه و یا با میزان سایه­‌ خیلی کم در کشور حدودا ۱۰۸۸ مگاوات برآورد می­‌شود. در حال حاضر یک نیروگاه فتوولتائیک شناور کوچک مقیاس در پتروشیمی مهاباد با بهره‌گیری از توانمندی داخل در تولید سازه شناور به بهره‌برداری رسیده است. این گزارش می‌افزاید، برای نصب سامانه‌های فتوولتائیک شناور بر روی سطح دریاچه­‌های پشت سدهای کشور، اخذ مجوزهای لازم از متولیان چنین ساختگاه­‌هایی که باید ملاحظات کارشناسی و مطالعه شده­‌ای در ارتباط با اثرات مختلف چنین اقدامی در اکوسیستم دریاچه‌­ها داشته باشند، ضروری است. به ویژه آنکه بسیاری از این دریاچه­‌ها، منبعی برای تامین آب شرب برخی از شهرها و روستاهای کشور نیز هستند.