در تعقیب آفتاب؛ آینده انرژی خورشیدی

در جستجوی یافتن فضایی برای بر پا کردن آرایه های خورشیدی بزرگ، بسیاری از کشورها به دنبال سیستم‌های شناور هستند. حالا هلند با استفاده از آرایه‌های شناور که خورشید را تعقیب می‌کنند یک گام به سوی آینده تولید انرژی برداشته است.

نیروگاه‌های خورشیدی شناور مانند این نمونه در هلند که قابلیت تعقیب خورشید را دارند، مزیت‌های خوبی نسبت به مزارع رایج دارند و احتمالا در آینده از آن‌ها بیشتر خواهیم شنید.

این روزها روی دریاچه‌ای در هلند، جزیره‌ای دایره‌ای و براق شناور است که با ده‌ها صفحه خورشیدی درخشان پوشیده شده است.این جزیره نه یک آرایه خورشیدی معمولی و نه حتی یکی از مزارع خورشیدی شناور جدید است که در دریاچه‌ها، مخازن و مناطق ساحلی در سراسر جهان نصب شده‌اند. دلیل این تفاوت را باید در پانل‌های  این مزرعه خورشیدی جسنتجو کرد. آن‌ها کاری را انجام می‌دهند که هیچ یک از مزارع خورشیدی شناور دیگر قادر به انجام آن نیستند: ردیابی دقیق و دنبال کردن خورشید در حین حرکت در سراسر آسمان برای دریافت هر چه بیشتر پرتوهای خورشید.این تاسیسات درخشان (هم به معنای واقعی درخشان و هم به معنای هوشمندانه) را پروتئوس نام‌ گذارده‌اند، به افتخار خدای دریای یونان باستان. این یکی اولین مواردی است که پنل های خورشیدی شناور را با فناوری ردیابی خورشید ترکیب می کند و همه اینها در تلاش برای به حداکثر رساندن مقدار برق پاکی که یک مزرعه خورشیدی می تواند تولید کند.

 

این جزیره شناور خورشیدی در دریاچه شرقی (Oostvoornse Meer) قرار دارد، دریاچه ای در جنوب غربی هلند.این نیروگاه از  180 عدد پنل خورشیدی متحرک پوشیده شده است که مجموعا می‌تواند در ظرفیت اوج تا 73 کیلووات انرژی خورشیدی تولید کند. در دنیایی که به سرعت در حال تلاش برای تغییر به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر است، این مقدار بسیار ناچیز است، اما شرکت پرتغالی سازنده این نیروگاه شناور به نام «سولاریس فلوت» معتقد است که این تاسیسات کوچک نمونه‌ای است از این که در آینده چطور می‌توان مقادیر زیادی برق پاک و مهم‌تر از آن، بدون تصاحب زمین‌های ارزشمند، تولید کرد.

انقلاب خورشیدی

از آمازون در برزیل گرفته تا ژاپن، پنل های خورشیدی شناور در سراسر جهان در حال گسترش هستند و بازار پر رونقی برای آ‌ن‌ها پیش‌بینی می‌شود. ظرفیت خورشیدی شناور یا همین پنل‌های شناور بر آب در دهه گذشته رشد جالبی را تجربه کرده‌اند؛ از 70 مگاوات بر ثانیه در سال 2015 به 1300 مگاوات بر ساعت در سال 2020. انتظار می رود بازار این فناوری تا سال 2031 حدود 43 درصد در سال رشد کند و ارز ش بازارش به 24.5 میلیارد دلار برسد.  «توماس ریندل»، معاون مدیر اجرایی موسسه تحقیقات انرژی خورشیدی سنگاپور (سریس) می گوید: « نیروگاه‌های خورشید شناور یک گزینه نسبتاً جدید است که پتانسیل بسیار زیادی در سطح جهانی دارد. بر اساس تحلیلی که توسط ما انجام شده، پوشاندن تنها 10 درصد از سطح مخازن ساخت بشر در جهان (مثل دریاچه‌های مصنوعی و یا دریاچه‌های پشت سدها) با صفحات خورشیدی شناور،  ظرفیت نصب شده در حد 20 تراوات (TW) ایجاد می‌کند که 20 برابر بیشتر از ظرفیت جهانی برق خورشیدی امروزی است.  به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، انتظار می‌رود انرژی خورشیدی بیش از پیش توسعه یابد؛ در واقع، ظرفیت انرژی خورشیدی تا سال 2030 باید به شش برابر مقدار فعلی برسد تا انتشار گازهای گلخانه‌ای در جهان در مسیر  انتشار خالص صفر باقی بماند. ژئوپلیتیک جهانی نیز در افزایش اتکا به انرژی خورشیدی نقش دارد؛ اتحادیه اروپا افزایش گسترده انرژی های تجدیدپذیر را با هدف کاهش اتکای خود به نفت و گاز روسیه پیگیری می‌کند.

این فن‌آوری می‌تواند بهره‌وری تولید انرژی را تا 35 درصد افزایش داده و باعث کاهش قیمت انرژی خورشیدی تا 16 درصد شود. بنابر این اضافه کردن مزیت تعقیب خورشید یک گام دیگر است که به مزیت‌های تولید انرژی خورشیدی شناور افزوده و آن‌را به عنوان آینده تولید انرژی خورشیدی مطرح می‌کند

صفحات شناور؛ آینده انرژی خورشیدی

همراه با این رشد عظیم، محققان همچنان به دنبال پیشرفت در فناوری خورشیدی نیز هستند. بیشتر پنل های خورشیدی نصب شده در جهان تا به حال روی زمین نصب شده‌اند. اما فن‌آوری‌های خورشیدی که روی آب شناور می‌شوند، علاوه بر امکان تعقیب خورشید و استفاده حداکثری از زاویه صحیح تابش مزیت منحصربه‌فرد دیگری نیز دارند؛ زمینی را که ممکن است برای استفاده‌های دیگر مورد نیاز باشد، اشغال نمی‌کنند. «آنتونیو دوارته» مهندس فنی ارشد سولاریس فلوت می‌گوید: «تولید انرژی‌های تجدیدپذیر در سرتاسر جهان افزایش خواهد یافت و همزمان تاسیسات خورشیدی شناور رشد بیشتری خواهند داشت، چرا؟ چون زمین در حال تبدیل شدن به یک دارایی بسیار گرانبها است.» در دنیایی که به دنبال گسترش سریع مزارع خورشیدی است، نیروگاه‌های نشاور  به ویژه برای کشورهایی که با کمبود زمین مواجه هستند یک امکان فوق‌العاده خواهد بود. یکی از انتقاد‌ها به مزارع خورشیدی متعارف اغلب به خاطر مقدار زمینی است که اشغال می‌کنند؛ زمینی که می‌توان از آن برای پرورش محصولات کشاورزی برای تغذیه جمعیت رو به رشد جهان یا درختان جذب‌کننده کربن استفاده کرد. این نکته وقتی مهم می‌شود که بدانیم، برای تولید میزان مساوی انرژی تولید انرژی خورشیدی نسبت به نیروگاه‌های رایج به سطح بسیار بیشتری نیاز داد. تحقیقات دانشگاه لیدن در هلند نشان می‌دهد، انرژی خورشیدی ، حداقل 40 تا 50 برابر بیشتر از نیروگاه های زغال سنگ و 90 تا 100 برابر بیشتر از گاز زمین اشغال می‌کند. همچنین حافظان محیط زیست نگران ضرر وزیان توسعه این نیروگاه‌ها برای تنوع زیستی هستند، به ویژه نیروگاه‌هایی که در مناطق با تنوع زیستی بالا ساخته می‌شوند. بنابراین، ساختن فناوری جذب خورشید بر روی آب، روشی هوشمندانه برای آزادسازی زمین و در عین حال استفاده از دریاچه‌ها و مخازن اشغال نشده است. اما علاوه بر این تعقیب خورشید مانند گل آفتابگردان مزیت دیگری به صفحات خورشیدی شناور می‌بخشند. این فن‌آوری می‌تواند بهره‌وری تولید انرژی را تا 35 درصد افزایش داده و باعث کاهش قیمت انرژی خورشیدی تا 16 درصد شود. بنابر این اضافه کردن مزیت تعقیب خورشید یک گام دیگر است که به مزیت‌های تولید انرژی خورشیدی شناور افزوده و آن‌را به عنوان آینده تولید انرژی خورشیدی مطرح می‌کند، نه تنها برای مناطقی از جهان که با محدودیت زمین مواجه‌اند، بلکه برای کشورهای دارای بدنه‌های آبی که دنبال روشی مقرون به صرفه‌تر برای تولید انرژی تجدیدپذیر هستند.