پنل های خورشیدی شناور می توانند انرژی هزاران شهر را به طور کامل تامین کنند

بر اساس تحقیقات جدید، هزاران شهر در سراسر جهان می توانند انرژی خود را به طور کامل با پنل های خورشیدی شناور در بالای مخازن آب تامین کنند. این یک راه نسبتا آسان برای تولید انرژی تجدیدپذیر به صورت محلی و در عین حال صرفه جویی در آب است.

آرایه های خورشیدی معلق بر روی آب، یا ولتاژهای شناور، مشابه آنهایی که روی خشکی پخش شده اند، کار می کنند. پانل ها به جای پارکینگ ها، پشت بام ها یا سایر پایه های زمینی روی یک قایق قرار می گیرند. اما آنها هنوز در بسیاری از نقاط جهان مستقر نشده اند و تنها به اندازه کمتر از 1 درصد از مزارع خورشیدی زمینی جهان در سال 2020 برق تولید کرده اند. اکنون، یک مطالعه جدید در مجله منتشر شده است. پایداری طبیعت نشان می دهد که شهرهای بالقوه چقدر می توانند با این فناوری در حال ظهور بهره ببرند.

محققان دریافتند که 6256 شهر در 124 کشور، از نظر تئوری، می‌توانند تمام نیاز برق خود را از پنل‌های خورشیدی مستقر در مخازن آب مجاور تامین کنند. آنها فقط باید حدود 30 درصد از سطح آب را با ولتاژهای شناور بپوشانند. محققان 114555 مخزن در سراسر جهان را با استفاده از پایگاه‌های اطلاعاتی متعدد تجزیه و تحلیل کردند و سپس با استفاده از داده‌های آب و هوایی واقعی، تولید برق بالقوه را مدل‌سازی کردند.

و از آنجایی که همه آن آرایه های شناور می توانند نور خورشید را به اندازه کافی برای کاهش تبخیر مسدود کنند، محققان همچنین صرفه جویی زیادی در مصرف آب پیش بینی کردند. در مجموع، این پانل ها تقریباً به اندازه مصرف سالانه 300 میلیون نفر (یا تقریباً 106 کیلومتر مکعب در سال) آب صرفه جویی می کنند. این امر بسیار مفید خواهد بود زیرا خشکسالی های بدتر از تغییرات آب و هوایی باعث خشک شدن مخازن می شود.

در واقع، وقتی صحبت از مشکلاتی می‌شود که باید به سرعت در دنیای گرم‌تر حل شوند، پنل‌های خورشیدی شناور تعداد زیادی جعبه را مشخص می‌کنند. خشکسالی تولید برق آبی را با کاهش سطح آب کاهش می دهد. و امواج گرما می تواند کارایی یک پنل خورشیدی را تا 25 درصد کاهش دهد، به این معنی که قادر به تبدیل نور خورشید به الکتریسیته نیست. خوشبختانه، آب یک اثر خنک کننده دارد که می تواند سلول های خورشیدی را از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کند. مهمتر از همه، مزارع خورشیدی شناور و سدهای برق آبی که به صورت پشت سر هم کار می کنند می توانند تولید برق را در روزهای گرم تابستان که مردم به برق بیشتری برای تهویه مطبوع نیاز دارند، افزایش دهند.

مزایای عملی دیگری نیز وجود دارد. در زمین، مزارع خورشیدی بزرگ ممکن است برای فضا با اولویت های دیگر مانند کشاورزی یا حفاظت از زیستگاه رقابت کنند. پانل های فتوولتائیک شناور بر روی مخازن آب می توانند از این اختلافات جلوگیری کنند.

برای اطمینان، توسعه دهندگان همچنان باید هر مخزن را ارزیابی کنند تا هرگونه عوارض جانبی منفی را محدود کنند. به عنوان مثال، پوشاندن بیش از حد مخزن با پنل های خورشیدی می تواند منجر به کاهش اکسیژن در آب شود که می تواند به ماهی ها آسیب برساند. این تحقیق اشاره می کند که ساختن بر روی مخازن مصنوعی به جای توده های طبیعی آب ممکن است گزینه ای کمتر آسیب زا باشد.

این مطالعه بیشترین پتانسیل را برای ولتاژهای شناور در مکان هایی متمرکز کرد که در حال حاضر جوامع زیادی در کنار مخازن آب زندگی می کنند. این جمعیت کمتر از 50000 نفر، شبیه به شهری به اندازه برلینگتون، ورمونت، یا هریسبورگ، پنسیلوانیا بودند. فقط 15 درصد از شهرهای مورد مطالعه با جمعیتی بیش از 1 میلیون نفر می توانند تمام نیاز برق خود را صرفاً با مزارع خورشیدی شناور برآورده کنند. ایالات متحده کشوری است که دارای مناسب ترین مخازن است و پس از آن چین و برزیل قرار دارند.