Фотоволтаиците на голяма надморска височина се изплащат по-бързо

На голяма надморска височина условията за добив на електричество от слънцето са по-добри (снимка: CC0 Public Domain)

Ново изследване от Швейцария показа, че алпийските плаващи фотоволтаични системи могат да надминат всички свои аналози по отношение на добива на енергия и устойчивостта. Подобна система се изплаща за под 3 години.

Изследователи от Цюрихския университет за приложни науки са анализирали въздействието върху околната среда през жизнения цикъл на първата в света плаваща фотоволтаична система на голяма надморска височина. Учените са открили, че времето за изплащане на инсталацията е само 2,8 години.

Системата от 448 kW е построена през 2019 г. на повърхността на Лак де Тул – язовир, разположен на надморска височина от 1810 метра в швейцарските Алпи. „Инсталацията се състои от 35 платформи, оборудвани с двулицеви фотоволтаични панели, и е с обща площ от 2240 кв.м., покриваща 2% от повърхността на езерото“, подчертават учените.

Конструкцията е закотвена на дъното на язовира. Между средата на юни и средата на декември инсталацията е на вода, а през останалата част от годината е поставена на платформа на земята.

Новите данни потвърждават нещо, за което все по-често се говори във ВЕИ индустрията: на голяма надморска височина условията са по-добри за добив на електричество от слънцето.

Температура на околната среда

Температурата на слънчевия фотоволтаичен модул пряко влияе върху това колко електроенергия може да произведе. Температурният коефициент, който измерва производството като процент за всеки градус Целзий (°C) повишаване на температурата над 25 °C, отразява това въздействие.

Ефективността на слънчевите фотоволтаични модули се тества при 25°C, което е температурата на клетката при стандартните тестови условия. Обичайно има загуба на мощност от около 0,5% за всеки следващ градус по Целзий над 25°C.

Топлината се генерира във въздуха от молекули, които се сблъскват и създават триене. С увеличаване на надморската височина обаче налягането на въздуха намалява, има по-малко триене и температурата спада. Всички знаем това – в планините е по-хладно.

Общата средна стойност на охлаждането представлява намаление от 6,5°C на всеки 1000 метра. Хладината на високите планински райони благоприятства работата на фотоволтаиците.

Слънчева радиация

Фразата „слънчева радиация“ се използва за обозначаване на електромагнитното излъчване, което слънцето излъчва. Географското местоположение, сезонът, времето от деня, местният пейзаж и времето – всички те оказват влияние върху това колко слънчева радиация достига до определена област на земната повърхност.

С нарастване на височината слънчевата UV радиация се увеличава, докато количеството въздушни молекули, озон, частици и облаци над повърхността намалява.

Предишни изследвания също показват, че събирането на слънчева енергия на голяма надморска височина е по-ефективно, отколкото на морското равнище. Сега инсталацията в швейцарските Алпи всъщност показа 50% увеличение на ефективността. Подобни са изводите и от други скорошни проекти за фотоволтаици на голяма височина.

Предизвикателствата

За височинните фотоволтаични паркове в планински региони най-голямо предизвикателство е изграждането. На такива места обичайно липсват равни полета и конструкцията трябва да бъде внимателно проектирана. Няма и пътища, за да се транспортира оборудването до желаното място. Обичайно липсват и електропреносни линии за свързване към мрежата.

Работната сила също може да е предизвикателство. Когато тялото на човек е на място над 2100 м надморска височина, насищането на хемоглобина с кислород започва бързо да намалява.

Работата на тези височини може да доведе до здравни проблеми, от леките симптоми на т.нар. остра планинска болест до потенциално фаталния белодробен оток на голяма надморска височина. Сърцето също бие по-бързо и ударният обем е леко намален. Пълното свикване за работа на тази надморска височина може да отнеме седмици.