ضرورت توسعه صفحات خورشیدی شناور

به گزارش اکو تحلیل؛ از وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی اعلام کرد که با افزایش تقاضا برای انرژی پاک، پژوهشگران به توسعهٔ صفحات خورشیدی شناور برای رودخانه‌ها، مخازن و دیگر آبراه‌ها روی آورده‌اند. اگرچه زمین کافی برای مزرعه‌های خورشیدی وجود دارد، اما گاهی این طرح‌ها با کشاورزی و حفاظت از طبیعت تداخل پیدا می‌کنند و همین امر ضرورت بهره‌گیری از سطوح آبی را افزایش می‌دهد.

چالش یخ در صفحات شناور

یکی از موانع اصلی نصب صفحات خورشیدی در محیط‌های سرد، تشکیل یخ ضخیم روی آب است که می‌تواند به سازهٔ شناور آسیب بزند یا فشار مضاعفی به آن وارد کند.

راهکار خلاقانهٔ دانشگاه وسترن کانادا

پژوهشگران دانشگاه وسترن کانادا برای غلبه بر این مشکل، یک صفحهٔ خورشیدی شناور با زیرساخت فومی و سامانهٔ حباب‌ساز جدید طراحی کردند. در این طرح که نتایج آن در نشریهٔ معتبر Applied Energy منتشر شده، به جای استفاده از شناورهای پلاستیکی حجیم، صفحات انعطاف‌پذیر خورشیدی مستقیماً روی ورقه‌های فوم ضخیم و ضدآب نصب شدند. مزیت این روش، کاهش قابل‌توجه در معرض باد قرار گرفتن صفحه‌ها عنوان شده است.

فناوری حباب‌ساز؛ راه‌حل مقابله با یخ‌زدگی

برای حل مشکل یخ، لوله‌های هوا درست در زیر صفحات شناور تعبیه شد و یک پمپ ساحلی، جریان ثابتی از حباب‌ها را از کف حوضچه به سمت بالا فرستاد. از آنجا که آب در زمستان در کف حوضچه کمی گرم‌تر است، حباب‌های صعودکننده این گرما را به صفحات منتقل کرده و مانع یخ‌زدگی می‌شوند.

نتایج یک سال پایش مستمر

این سامانهٔ ۷ کیلوواتی که حدود ۳ درصد از مساحت یک حوضچه در انتاریو را پوشش می‌داد، به مدت یک سال به‌طور مداوم پایش شد. نتایج نشان داد که سامانهٔ حباب‌ساز با مصرف انرژی ناچیز (بین ۰.۰۲ تا ۱۴.۵ درصد از کل تولید سالانه) موفق شد سطح آب را در تمام زمستان باز و بدون یخ نگه دارد.

تولید برق بیشتر و جلوگیری از تبخیر آب

این سامانه در مجموع ۷.۷ مگاوات‌ساعت برق تولید کرد که حدود ۲.۷ درصد بیشتر از یک سامانهٔ شناور مرجع در همان مطالعه بود. همچنین، صفحات شناور با سایه‌انداختن روی آب، از تبخیر آن جلوگیری کردند؛ پژوهشگران تخمین زدند که اگر نیمی از حوضچه پوشیده شود، سالانه حدود ۹۲۷ مترمکعب آب صرفه‌جویی خواهد شد.

گزینه‌ای امیدوارکننده برای مناطق یخی

پژوهشگران نتیجه گرفتند که صفحات خورشیدی شناور با زیرساخت فومی، گزینه‌ای امیدوارکننده و قابل‌سازگاری با محیط‌های مختلف برای تولید انرژی پاک هستند و در مناطق یخی نیز عملکرد موفقی دارند. گام بعدی آن‌ها، آزمایش این فناوری در مقیاس بزرگ‌تر و روی انواع مختلف آب‌ها از جمله دریاچه‌ها، سدها و رودخانه‌ها خواهد بود.