CP v2

Tag: Drėkinimo kanalai

  • Arizonoje saulės elektrinės dengiamos virš kanalų: daugiau elektros ir iki 50 proc. mažiau vandens garavimo

    Arizonoje saulės elektrinės dengiamos virš kanalų: daugiau elektros ir iki 50 proc. mažiau vandens garavimo

    Arizonoje karštis kasdien iš atvirų kanalų išgarina didelius vandens kiekius, o tai ypač skaudžiai jaučiama sausros ir augančios vandens paklausos sąlygomis. Kartu regionui reikia vis daugiau švarios elektros, tačiau tradicinėms saulės elektrinėms būtini dideli žemės plotai.

    Šias dvi problemas bandoma spręsti vienu sprendimu: saulės paneles montuojant virš kanalų kaip stoginę. Tokia konstrukcija vienu metu gamina elektrą ir užstoja vandenį nuo tiesioginių saulės spindulių, taip mažindama garavimą.

    Kas parodė bandymai?

    Pietų Arizonoje, Bisbee mokslo laboratorijoje, tyrėjai kartu su Arizonos universitetu ir JAV Energetikos departamentu išbandė prototipą, kai saulės moduliai pakabinami virš tekančio vandens. Praktiniai matavimai rodė, kad šešėlis gali sumažinti garavimą iki 50 proc., o kartu pristabdyti dumblių augimą, dėl kurio dažnai kemšasi drėkinimo kanalai.

    Nauda yra ir pačioms saulės panelėms: po jomis tekantis vėsesnis vanduo mažina modulių temperatūrą, todėl jų efektyvumas gali didėti maždaug 5 proc. Tokia sąveika ypač aktuali karšto klimato vietovėse, kur saulės elektrinių našumą riboja aukšta aplinkos temperatūra.

    Pirmasis projektas prie Finikso

    Pirmieji tokio tipo kanalų ruožai įrengti į pietus nuo Finikso, Gila River Indian Community teritorijoje, virš Casa Blanca ir Level Top kanalų. Projektas įgyvendintas pagal bendrovės „Tectonicus“ sprendimą, o pagaminta elektra tiekiama Pima ir Maricopa bendruomenėms.

    Skelbiama, kad maždaug 0,8 kilometro bandomoji atkarpa generuoja apie 1,3 megavato galios elektrą. Taip pat nurodoma, jog per metus sutaupoma vandens apimtis siekia apie 9 900 kubinių metrų, nes mažiau jo prarandama dėl garavimo.

    Kodėl šis sprendimas laikomas perspektyviu?

    Svarbus argumentas tas, kad saulės elektrinėms panaudojama erdvė virš infrastruktūros, kuri ir taip jau užima teritoriją, todėl mažėja spaudimas ieškoti naujų plotų dykumose ar jautriose ekosistemose. Inžinieriai konstrukcijas projektuoja taip, kad būtų išlaikyta galimybė prižiūrėti kanalą ir atlikti įprastus eksploatacinius darbus.

    Tokia kryptis atitinka ir platesnę tendenciją energetikoje, kai saulės generacija integruojama į jau naudojamas erdves: virš automobilių stovėjimo aikštelių, pramoninių teritorijų ar vandens telkinių. JAV Vakarams, kur vanduo ir žemė tampa vis brangesniais ištekliais, saulės panelės virš kanalų gali tapti praktiniu kompromisu tarp energijos plėtros ir vandens taupymo.

  • Saulės elektrinė virš drėkinimo kanalo Indijoje: 750 metrų atkarpa taupo vandenį ir žemę

    Saulės elektrinė virš drėkinimo kanalo Indijoje: 750 metrų atkarpa taupo vandenį ir žemę

    Vakarų Indijoje, Gudžarato valstijoje, dalis saulės elektrinės įrengta ne ant stogo ir ne laukuose, o virš veikiančio drėkinimo kanalo. Ant metalinių konstrukcijų pakelti saulės moduliai dengia maždaug 750 metrų atkarpą ir vienu metu sprendžia dvi problemas: gamina elektrą ir mažina vandens nuostolius.

    Toks sprendimas gimė ieškant vietos saulės energetikai regione, kuriame žemė yra brangi, o žemdirbystė intensyvi. Skirtingai nei dideli antžeminiai parkai, kanalų uždengimas leidžia plėsti gamybą neužimant dirbamos žemės ir nekeičiant ūkininkų veiklos.

    Pirmasis projektas Gudžarate pradėtas įgyvendinti 2012 metais netoli Chandrasan kaimo. Tuomet virš kanalo pastatyta apie 1 megavato galios bandomoji elektrinė, tapusi vienu ankstyvųjų tokio tipo pavyzdžių pasaulyje.

    Svarbiausias papildomas efektas pasireiškia po moduliais: šešėlis sumažina saulės kaitrą, todėl vanduo kanale lėčiau garuoja. Skaičiuojama, kad tokia 750 metrų atkarpa per metus gali padėti išsaugoti apie 9 000 000 litrų vandens, kuris kitu atveju išgaruotų.

    Vandens taupymas ypač reikšmingas sausose zonose, kur drėkinimo infrastruktūra yra žemės ūkio pagrindas. Be to, vėsesnė aplinka virš vandens teoriniu požiūriu gali būti palankesnė ir saulės modulių darbui, nes jų efektyvumas paprastai mažėja kylant temperatūrai.

    Gudžarate drėkinimo kanalų tinklas driekiasi tūkstančius kilometrų, todėl idėja atrodo patraukli ir masteliui. Ankstesnėse projekcijose buvo vertinama, kad dengiant dalį kanalo infrastruktūros būtų galima reikšmingai padidinti instaliuotą saulės galią ir kartu sumažinti poreikį naujiems žemės plotams energijos parkams.

    Vis dėlto praktikoje kanalų saulės elektrinės neplinta taip sparčiai, kaip galėtų atrodyti iš pirmo žvilgsnio. Pagrindinė priežastis yra kaina: statyba virš vandens reikalauja tvirtesnių konstrukcijų, sudėtingesnio montavimo ir griežtesnės saugos, o priežiūra ir remontas taip pat tampa sunkiau organizuojami.

    Dėl šių veiksnių sprendimas dažniau pasirenkamas kaip tikslinis projektas ten, kur ypač trūksta žemės arba vandens nuostoliai yra kritiški, o ne kaip universali alternatyva visoms saulės elektrinėms. Tačiau pats modelis išlieka svarbus kaip pavyzdys, kaip infrastruktūrą galima panaudoti dvigubai, siekiant ir energijos, ir vandens tausojimo tikslų.

  • Kalifornijoje saulės moduliais dengia drėkinimo kanalus: mažėja vandens nuostoliai ir auga elektros gamyba

    Kalifornijoje saulės moduliais dengia drėkinimo kanalus: mažėja vandens nuostoliai ir auga elektros gamyba

    Kalifornijoje pradėtas taikyti sprendimas, kuris saulės energetiką perkelia į netikėtą vietą – virš atvirų drėkinimo kanalų. Ant kanalų įrengiamos saulės modulių stoginės, o nauda, kaip rodo pirmieji rezultatai, neapsiriboja vien elektros gamyba.

    Idėja paprasta: vietoje to, kad būtų užimami papildomi žemės plotai saulės parkams, pasitelkiama jau esama infrastruktūra. Toks modelis ypač svarbus regionams, kur žemė brangi, o dėl karščio ir sausrų vandens tiekimas tampa strateginiu klausimu.

    Pilotinis projektas įgyvendintas Turlock drėkinimo apygardos kanaluose, o jo vertė siekė apie 18 milijonų eurų. Projektas siejamas su Kalifornijos iniciatyva „Project Nexus“, kurią paskatino ir akademinių tyrimų išvados apie galimą vandens taupymą bei energetinę grąžą.

    Saulės moduliai virš vandens keičia pačią kanalų eksploataciją. Sumažinus tiesioginę saulės spinduliuotę, lėčiau auga vandens augalija ir dumbliai, todėl gerėja vandens kokybė, o priežiūrai reikia mažiau išteklių.

    Dar vienas efektas – mažesnis vandens garavimas. Kanalams esant atviriems, karštis ir vėjas spartina nuostolius, todėl uždengimas gali tapti papildomu įrankiu kovojant su vandens trūkumu, ypač žemdirbystei svarbiuose regionuose.

    Ši infrastruktūros ir energetikos sinergija veikia abiem kryptimis: ne tik saulės moduliai saugo vandenį, bet ir pats vanduo padeda moduliams. Saulės elektrinių efektyvumas krenta, kai moduliai įkaista, todėl judantis vėsesnis oras virš kanalo ir arti esantis vanduo gali mažinti perkaitimą ir stabilizuoti gamybą karščiausiomis dienomis.

    Kalifornijos vertinimu, plačiau pritaikius kanalų dengimą, tokie sprendimai galėtų reikšmingai prisidėti prie elektros sistemos tikslų. Skaičiuojama, kad teoriškai kanalų saulės sistemos galėtų pasiekti iki 13 gigavatų galios, o tai būtų svarbi dalis naujų saulės pajėgumų, reikalingų siekiant 2030 metų dekarbonizacijos uždavinių.

    Projekte taip pat išbandomi tinklo stabilumui svarbūs sprendimai, įskaitant energijos kaupimą. Įdiegti keli 75 kilovatų geležies srauto tipo akumuliatoriai, kurie padeda subalansuoti tiekimą, kai saulės generacija svyruoja.

    Ekspertų vertinimu, būtent kelių problemų sprendimas vienu metu ir daro šį modelį patrauklų: mažiau žemės konfliktų, mažesni vandens nuostoliai, paprastesnė kanalų priežiūra ir geresnės sąlygos saulės modulių darbui. Jei pilotiniai rezultatai pasitvirtins ilguoju laikotarpiu, panašūs projektai gali tapti pavyzdžiu regionams, kuriuose vanduo ir elektra tampa vienodai kritiniais ištekliais.