Kuasa Suria Terapung: Faedah, Komponen Utama dan Cabaran

Prinsip elektrik di sebalik kuasa suria terapung adalah serupa dengan sistem yang dipasang di tanah dan di atas bumbung. Ciri uniknya ialah struktur terapung boleh tanggal, yang boleh dipasang di badan air yang kurang digunakan untuk penjanaan elektrik berskala besar. Artikel ini akan membincangkan kebaikan dan keburukan solar terapung, bersama-sama dengan maklumat berguna yang lain.

Apakah Solar Terapung?

Solar terapung, juga dikenali sebagai sistem fotovoltaik terapung (FPV), merujuk kepada tatasusunan panel solar yang diletakkan di atas permukaan air. Panel solar dipasang dengan selamat pada platform terapung, yang mungkin bergoyang sedikit tetapi tidak menjejaskan penjanaan kuasa yang stabil sistem. Biasanya, sistem suria terapung dipasang di kolam, tasik dan takungan, kerana lokasi ini biasanya mengalami kurang angin berbanding lautan terbuka.

Solar terapung ialah kaedah penjanaan kuasa mesra alam yang menggabungkan teknologi marin dan tenaga boleh diperbaharui. Elektrik yang dijana oleh tatasusunan terapung ini dihantar melalui kabel bawah air ke menara penghantaran kuasa yang ditetapkan.

Komponen Utama Sistem Suria Terapung

Sama seperti yang digunakan dalam sistem yang dipasang di tanah atau di atas bumbung, panel ini menangkap cahaya matahari dan menukarnya kepada elektrik. Panel yang lebih cekap boleh digunakan untuk memaksimumkan pengeluaran tenaga dalam ruang yang terhad.

Platform terapung biasanya diperbuat daripada bahan tahan lasak dan berketumpatan tinggi seperti HDPE (polietilena berketumpatan tinggi) untuk memastikan panel solar kekal terapung. Bingkai aluminium juga boleh ditambah untuk meningkatkan kestabilan dan menyediakan struktur pemasangan yang kukuh untuk panel solar.

Sistem berlabuh dengan selamat memegang platform terapung di tempatnya, menghalangnya daripada hanyut akibat angin atau arus air. Ini memastikan kestabilan dan kedudukan tepat tatasusunan suria. Kabel berlabuh boleh dibuat daripada gentian sintetik, wayar keluli, atau rantai, bergantung pada kedalaman dan sifat badan air.

Elektrik DC (arus terus) yang dihasilkan oleh panel solar perlu ditukar kepada AC (arus ulang alik) untuk digunakan dalam sistem elektrik. Penyongsang melakukan penukaran penting ini, memastikan output kuasa yang dioptimumkan untuk digunakan oleh grid atau kemudahan di tapak.

Kabel kalis air khas dan penyambung tahan lama digunakan untuk menguruskan sambungan elektrik dalam sistem. Kabel ini menghubungkan panel solar bersama-sama dan menghantar tenaga elektrik yang dijana ke penyongsang dan titik sambungan grid di darat, memastikan pemindahan tenaga yang selamat dan cekap.

Kelebihan Solar Terapung

Solar terapung menggunakan ruang yang sangat baik, terutamanya di kawasan di mana tanah jarang atau terlalu mahal. Sistem terapung boleh dipasang di badan air yang kurang digunakan seperti takungan, empangan dan tasik, mengurangkan keperluan untuk menggunakan semula tanah atau membersihkan landskap semula jadi untuk loji tenaga solar. Ini adalah kelebihan yang ketara kerana ia membolehkan penjanaan kuasa tanpa mengambil tanah berharga, yang boleh digunakan untuk tujuan lain.

Hubungan simbiotik antara air dan panel solar membantu meningkatkan kecekapan solar. Kesan penyejukan semula jadi air membantu mengekalkan panel solar pada suhu operasi yang lebih rendah, mengurangkan isu terlalu panas. Peraturan suhu ini boleh meningkatkan kecekapan panel solar sehingga 15%, membawa kepada pengeluaran tenaga yang lebih tinggi dan pulangan pelaburan yang lebih baik.

Badan air mempunyai sifat reflektif yang wujud, yang meningkatkan kesan albedo dan meningkatkan kecekapan panel solar terapung. Cahaya matahari yang dipantulkan dari permukaan air menambahkan lebih banyak foton pada panel solar, meningkatkan jumlah cahaya yang boleh ditukar menjadi elektrik. Interaksi yang saling menguntungkan ini meningkatkan jumlah keluaran tenaga, menjadikan solar terapung sebagai penyelesaian yang menarik untuk mengoptimumkan penjanaan kuasa solar.

Panel solar terapung membantu mengurangkan penyejatan air, yang menjimatkan sumber air. Ini amat berharga di kawasan yang terdedah kepada kemarau dan separa gersang, di mana kesan teduhan panel terapung dapat mengurangkan kehilangan air dengan ketara. Selain itu, dengan menyekat cahaya matahari, sistem terapung membantu mengawal pertumbuhan alga berbahaya, meningkatkan kualiti air.

Berbanding dengan sistem suria yang dipasang di tanah, sistem suria terapung cenderung lebih menjimatkan kos. Memandangkan tidak perlu membeli tanah atau menyediakan tapak yang besar, sistem ini boleh menjadi lebih menjimatkan untuk dipasang. Tambahan pula, sistem suria terapung berhampiran loji hidroelektrik sedia ada atau kemudahan rawatan air boleh menjimatkan kos infrastruktur penyepaduan dan penghantaran.

Kajian awal mencadangkan bahawa sistem suria terapung kurang memberi kesan kepada hidupan akuatik berbanding struktur berasaskan air atau bawah air yang lain. Reka bentuk dan kedudukan panel solar terapung memastikan gangguan minimum kepada habitat akuatik, menggalakkan kewujudan bersama yang positif dengan ekosistem akuatik.

Anda boleh mulakan dengan sistem suria terapung kecil dan mengembangkannya mengikut keperluan. Sifat modular platform terapung memudahkan untuk melaraskan dan menskalakan sistem agar sesuai dengan saiz dan konfigurasi tapak yang berbeza.

Kelemahan Solar Terapung

Berbanding dengan sistem tradisional yang dipasang di tanah, sistem suria terapung, bersama dengan platform, sauh dan kabelnya, adalah lebih kompleks dan mempunyai kos pendahuluan yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, beberapa analisis kos mencadangkan bahawa jika peningkatan kecekapan diambil kira, jumlah kos sepanjang hayat sistem boleh setanding atau lebih tinggi sedikit daripada sistem berasaskan tanah.

Solar terapung telah beroperasi dalam projek perintis selama lebih sedekad, menunjukkan prestasi yang boleh dipercayai. Walau bagaimanapun, ketahanan jangka panjangnya tidak disahkan sepenuhnya. Lebih banyak data diperlukan untuk memahami cara sistem ini bertahan selama beberapa dekad pendedahan, dengan mengambil kira faktor seperti haus berkaitan cuaca, kemerosotan prestasi dari semasa ke semasa dan kesan penyelenggaraan yang berterusan.

Teknologi ini tidak boleh digunakan secara universal. Banyak projek solar terapung adalah berskala besar dan direka untuk membekalkan kuasa kepada syarikat komersial atau utiliti. Bagi individu atau entiti yang lebih kecil yang memerlukan tenaga suria, sistem atas bumbung atau yang dipasang di tanah biasanya merupakan pilihan yang lebih praktikal.

Pada masa ini, kebanyakan loji suria terapung terletak di badan air buatan, termasuk takungan, kolam simpanan air sisa, dan kolam pengairan pertanian. Kemudahan ini juga boleh didapati di kuari, tapak perlombongan, empangan, dan kawasan pantai. Walaupun badan air semula jadi menawarkan peluang untuk pembangunan solar, takungan tiruan mempunyai kelebihan yang unik. Takungan ini biasanya disertakan dengan infrastruktur dan laluan sedia ada, menjadikan pemasangan dan penyelenggaraan sistem suria terapung lebih mudah dan lebih menjimatkan kos.

Sistem Terapung Digunakan dalam Persekitaran Marin

Aplikasi suria terapung secara semula jadi beralih ke persekitaran marin. Kebanyakan bandar terbesar di dunia terletak di sepanjang pantai dan kini sedang menghadapi pertumbuhan penduduk yang kukuh, kekurangan tanah dan cabaran dalam memenuhi permintaan tenaga yang semakin meningkat. Ini telah membawa kepada peningkatan minat dalam aplikasi marin untuk sistem fotovoltaik terapung (FPV).

Teknologi yang sesuai untuk persekitaran air tawar tidak boleh digunakan secara langsung untuk tetapan marin, jadi adalah perlu untuk menumpukan pada membangunkan penyelesaian yang disesuaikan untuk persekitaran ini. Salah satu teknologi utama yang diperlukan untuk menggunakan sistem terapung dalam keadaan marin ialah penggunaan bahan komposit untuk menahan angin, ombak, daya pasang surut, dan ombak yang disebabkan oleh kapal. Pada masa ini, sistem suria terapung secara amnya menggunakan ponton polietilena berketumpatan tinggi (HDPE), yang sesuai untuk takungan air tawar dan mencegah pencemaran air minuman. Walau bagaimanapun, untuk air laut, bahan juga mesti mempertimbangkan kesan air masin terhadap ketahanan jangka panjang.

Teknologi Utama untuk Sistem Terapung Luar Pesisir

Bergantung pada kawasan, ketinggian gelombang mungkin berbeza-beza, dan pecah gelombang boleh menyebabkan struktur menanggung beban yang berlebihan, meningkatkan kos bahan, bingkai logam dan kabel berlabuh, bersama-sama dengan kos operasi yang lebih tinggi. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, berdasarkan simulasi hidrodinamik, ombak setinggi 0.3 meter, bersama-sama arus pasang surut dan kelajuan angin, boleh mengenakan daya hentaman kira-kira 14 kN2/Hz pada sistem terapung.

JM Solar Melancarkan Projek Sistem Terapung Luar Pesisir

Solar terapung sedang bergerak ke arah menggunakan sistem fotovoltaik terapung (FPV) dalam persekitaran marin. Pada masa ini, JM Solar, dengan kerjasama Institut 725 China Shipbuilding Group, sedang memajukan "Projek Demonstrasi Aplikasi Fotovoltaik Terapung Luar Pesisir," yang telah memasuki ujian perintis marin. Pengalaman daripada projek suria terapung pedalaman menyediakan laluan untuk meningkatkan dan beralih kepada keadaan berhampiran pantai dan luar pesisir. Oleh itu, menyelidik kebolehlaksanaan teknikal dan cabaran mereka bentuk sistem terapung untuk persekitaran marin adalah amat penting, dengan aplikasi FPV pada mulanya diuji dalam persekitaran berhampiran pantai.