Озеро Джейсв районе Штарнберг в Баварии — это уже не просто заброшенный гравийный карьер. Уже несколько недель здесь можно увидеть нечто невиданное ранее: ряды солнечных панелей, стоящих вертикально, словно заборы, плавающие по воде. Они не наклонены к югу, как традиционные фотоэлектрические технологии, а вертикальны, ориентированы с востока на запад. Система улавливает солнечный свет на восходе и закате, распределяя производство энергии от рассвета до заката. Это первая в мире вертикальная плавучая солнечная электростанция, подписанный SINN Power, и Потребление сети объектом уже сократилось на 60%. После полной эксплуатации этот показатель может достичь 70%. Неплохо для объекта, занимающего менее 5% поверхности озера.
Как работает система Skipp-Float
Электростанция мощностью 1,87 мегаватт, установленная в Джаисе, основана на запатентованная система Skipp-FloatЭто двусторонние солнечные панели, установленные вертикально, обращённые с востока на запад и разделённые открытыми водными коридорами шириной не менее четырёх метров. Эти пространства позволяют свету отражаться, а воздуху циркулировать, поддерживая лучший тепловой баланс по сравнению с традиционными системами. Каждый модуль закреплен на глубине около 1,6 метра под поверхностью воды с помощью килевой конструкции., что позволяет панелям колебаться в зависимости от ветра и адаптироваться к изменениям уровня озера без механического напряжения.
Предполагаемая годовая выработка составляет около двух гигаватт-часов, чего достаточно для обеспечения электроэнергией сотен домов. Но настоящая инновация заключается в профиль распределенной генерацииТрадиционные фотоэлектрические системы концентрируют производство энергии в середине дня, когда энергия часто дешевле, а сеть уже загружена. Вертикальные солнечные электростанции смещают пики мощности на утро и вечер, когда спрос высок, а электроэнергия потребляется максимально. продемонстрировано исследованием Европейского объединенного исследовательского центраТакая конфигурация помогает стабилизировать цены на электроэнергию и снижает потребность в дорогостоящем хранении.
«Этот проект является инновационным и относительно простым в реализации, поскольку не требует земли и идеально подходит для нашего производственного объекта, который работает в течение дня, особенно в самые солнечные месяцы с марта по декабрь».
Готфрид Джайс, директор карьера Джайс, где был построен завод
Почему вертикальная солнечная энергия работает лучше
Физика, лежащая в основе успеха вертикальной фотоэлектрической системы, была глубоко изученаНидерландская организация прикладных научных исследований (ТНО)Исследователи обнаружили, что вертикальные панели имеют коэффициенты теплопередачи почти вдвое больше, чем горизонтальныеНа практике они лучше охлаждают, поддерживая более низкие рабочие температуры и повышая эффективность преобразования. Это преимущество особенно важно летом, когда традиционные системы теряют эффективность из-за перегрева.
Un исследовательская группа в Лейпцигском университете Смоделировали сценарий для Германии, в котором большинство новых фотоэлектрических мощностей будут устанавливаться вертикально, с ориентацией восток-запад. Результат: потребность в хранении энергии резко снижается, а в случае отсутствия дополнительного хранения можно было бы сэкономить более 10 мегатонн CO₂ в год«Вертикальные фотоэлектрические системы позволяют уменьшить емкость накопителей или уменьшить использование газовых электростанций», — объясняют исследователи в исследовании, опубликованном в Умная Энергия.
Нулевое воздействие на окружающую среду, даже положительное
Одна из постоянных проблем, связанных с плавучими сооружениями, касается водной экосистемы. Проект Штарнберг демонстрирует, что при правильном проектировании не только нет никаких негативных последствий, но экологические преимущества могут быть достигнуты. Завод занимает 4,65% поверхности озера Яйс, что значительно ниже установленного в Германии лимита в 15%. Федеральный закон о водных ресурсахЧетырехметровые открытые водные коридоры обеспечивают прохождение света, циркуляцию воздуха и подвижность водной фауны.
Первый экологический мониторинг выявил улучшение качества воды и создание новых мест обитания для рыб и водоплавающих птиц Вокруг плавучих конструкций. Частичная тень препятствует чрезмерному росту водорослей, поддерживая оптимальную оксигенацию. Подключение к сети осуществляется через плавучий кабель и береговую розетку, не нарушая морского дна. SINN Power уже запланировал вторую очередь мощностью 1,7 МВт, которая позволит охватить менее 10% поверхности, сохранив при этом большой запас экологической безопасности.
Il Генеральный директор SINN Power, Филипп Синн, подчеркнул, что система подходит для все искусственные водоемы глубиной более 1,6 метра Она ориентирована на промышленных и крупных потребителей, которым нужна стабильная, совместимая с сетью энергия. Технология уже готова к использованию на шельфе и соответствует техническим требованиям морских операций, открывая ещё более широкие перспективы.
Европейский контекст плавучих фотоэлектрических систем
Баварский завод вписывается в европейскую панораму плавучий фотоэлектрический быстро растущий. BayWa reКомпания, один из лидеров отрасли, уже построила более 25 МВт плавучих электростанций в Нидерландах и разрабатывает проекты в Германии, Франции, Италии и Испании общей мощностью ещё 100 МВт. Словения объявила о строительстве электростанции мощностью 140 МВт на озере Друзмирье, которая станет крупнейшей в Европе и превзойдёт текущий французский рекорд в 74,3 МВт.
Il технический потенциал огромен. Исследование Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Американский исследователь подсчитал, что гидроэлектростанции по всему миру могут вместить плавучие фотоэлектрические системы, способные вырабатывать до 10 600 тераватт-часов в год. Это составляет почти половину текущего мирового спроса на электроэнергию. В Европе, используя всего 1% площади искусственных водохранилищ, можно было бы установить 20 ГВт новых мощностей, не занимая ни одного квадратного метра земли.
Il Институт Фраунгофера Немецкий исследователь подсчитал, что, используя озёра бывших буроугольных шахт только в Германии, можно построить плавучие электростанции мощностью 15 ГВт. Это реальная возможность превратить промышленные шрамы прошлого в ресурсы для энергетического перехода.
Вертикальная солнечная энергетика: чего мы ждем?
На открытии завода присутствовали: Маркус Сёдер, министр-президент Баварии, Эгон Вестфаль, Генеральный директор Бавария, и Стефан Фрей, глава администрации округа Штарнберг. Это событие подчёркивает стратегическую важность проекта для региона. Бавария стремится к 2030 году вырабатывать 80% электроэнергии из возобновляемых источников, и подобные системы — ключевой элемент этой задачи.
«Мы заинтересованы в изучении темы накопления и преобразования энергии», — сказал Джайс. «Мы с нетерпением ждем появления в скором времени жизнеспособных и экономичных решений в этой области». Идея заключается в объединении плавучих фотоэлектрических систем с системами накопления или преобразования энергии в энергию, что позволит максимально увеличить собственное потребление энергии и энергонезависимость объекта.
Происходящее в Баварии немного напоминает ситуацию, когда кто-то решил высадить виноград на холмах, а не на равнинах. Сначала это казалось странным, но потом стало очевидным. Вертикальные плавающие панели могут пройти тот же путь: от технического курьеза до промышленного стандарта. Как это уже происходит в Португалии, где солнечный парк Alqueva объединяет плавучие фотоэлектрические системы и гидроаккумулирующую электроэнергию, создавая идеально сбалансированную гибридную систему.
Сколько еще озер в Баварии, Италии и Франции ждут, чтобы стать электростанциями?
