Акваволтаиката има потенциал да намали разходите за електроенергия на стопанствата за водни култури (фото: CC0 Public Domain)
Изследователи проектираха цялостна фотоволтаична система за генериране на електроенергия за нуждите на басейни за отглеждане на водни култури, съчетавайки соларен панел с батерия и мотор за водна циркулация. Модулът може да подсигури приблизително 98,6% от годишното потребление на подобно съоръжение, намалявайки сметките за електроенергия.
Съоръженията за аквакултури обикновено имат високи разходи за електроенергия, които представляват приблизително 40% от общите им енергийни разходи. Но сега учени от немския институт Fraunhofer за слънчеви енергийни системи и университета Tarbiat Modares в Иран са разработили цялостна фотоволтаична система за съвместно производство на микроводорасли и електричество.
„Отглеждането на микроводорасли в системи с отворени езера, в интеграция с фотоволтаична технология, може да подобри енергийната ефективност и да намали изпарението на водата“, обясниха учените. Това помага на бизнесите, ангажирани с аквакултури, да постигнат по-лесно намаляване на емисиите си.
Изследователската група описва предложената технология като „малка акваволтаична“ система. Тя се състои от отворено проточно езеро, механично колело с гребло, двигател и система за предаване на енергия, верига за контрол на скоростта на двигателя, 100W фотоволтаичен модул и 12V батерия с капацитет 60 Ah, инвертор и контролер за зареждане 10A.
Ключовият елемент на системата, полиетиленовото езеро, е замислено с отворен дизайн, за да позволи достъп на слънчева светлина и въздух. Обикновено подобни езера са плитки, което благоприятства филтрирането на водата и непрекъснатата ѝ циркулация.
Учените определят оптималната дълбочина на водата за производство на микроводорасли в езерото на 0,3 m. „Чрез контролиране на тази специфична дълбочина на водата заедно с други параметри, като скорост на въртене и време за реакция, е възможно да се създадат благоприятни условия както за производството на микроводорасли, така и за генерирането на електроенергия в акваволтаичната система“, обясниха те.
Ефективността на системата е оценена чрез серия от експериментални тестове, проведени от 9 до 15 май при различни метеорологични условия. Основните параметри са слънчева радиация, температура на въздуха и скорост на вятъра.
Анализът показа, че засенчването, причинено от слънчевия панел, има „значително“ въздействие върху контролирането на температурата и диапазона на рН в езерцето за производство на микроводорасли. Модулът обаче успява да покрие приблизително 98,6% от годишното потребление на електроенергия на съоръжението за аквакултури.
Екипът също така е провел технико-икономически анализ на система, в която се отглежда спирулина – синьо-зелени водорасли, съдържащи витамини, минерали, антиоксиданти и протеини – и е установил, че е в състояние да постигне 7% по-ниски разходи за електроенергия в сравнение с референтна система, захранвана чрез електричество от мрежата.
Проектът потвърждава, че акваволтаиците имат потенциал да увеличат допълнително производството на микроводорасли и по този начин да намалят производствените разходи, заключават изследователите. Техните изводи са публикувани в секторното научно издание Results in Engineering.