Le centrali fotovoltaiche galleggianti sull'acqua potrebbero aiutare l'Africa a superare le difficoltà
I pannelli fotovoltaici galleggianti potrebbero rivelarsi utili. Quest'anno, la grave siccità ha compromesso l'approvvigionamento energetico di molte dighe idroelettriche in Africa. Allo stesso tempo, il sole cocente ha causato una continua evaporazione e una riduzione della capacità di accumulo idrico. Pertanto, alcuni ricercatori si sono chiesti perché non utilizzare la generazione di energia fotovoltaica? I pannelli fotovoltaici galleggianti possono aumentare l'approvvigionamento energetico sfruttando le turbine idroelettriche esistenti, proteggendo al contempo la superficie dell'acqua e riducendone l'evaporazione.
Attualmente, i ricercatori sono sempre più interessati all'installazione di pannelli fotovoltaici galleggianti su bacini idrici e altri specchi d'acqua (pianure di marea, miniere di carbone a cielo aperto allagate, ecc.). Il piano africano ne è un esempio lampante.
L'Africa ha le risorse di energia solare più ricche al mondo
A gennaio, i ricercatori del Centro Comune di Ricerca della Commissione Europea di Ispra, in Italia, hanno pubblicato uno studio per esplorare la costruzione di una centrale ibrida idroelettrica e solare nel continente più soleggiato dell'Africa. Il grande potenziale della centrale. La ricercatrice capo, Rocio Gonzalez Sanchez, ritiene che solo l'1% della superficie del continente africano sia ancora disponibile.'I bacini idrici possono essere raddoppiati grazie ai pannelli fotovoltaici, raggiungendo una capacità di 58 GW. Aumentare di un quarto la capacità totale di generazione di energia del continente africano.
Alcuni dei più grandi bacini idrici del continente africano potrebbero trarne beneficio, tra cui l'High Assuan sul Nilo in Egitto (il sole nel deserto del Sahara fa sì che il bacino perda circa un quarto del suo volume d'acqua annuale a causa dell'evaporazione); le dighe di Kariba e Cahora Bassa sullo Zambesi nell'Africa meridionale e la diga di Ako-sombo in Ghana. Sanchez ha affermato che questa opzione è più economica rispetto alla costruzione di altre dighe e non presenta gli effetti negativi ambientali e sociali derivanti dall'inondazione del territorio con bacini idrici.
Il problema della carenza di energia elettrica in Africa è grave. Non solo molte famiglie non sono ancora collegate alla rete elettrica, ma non sono nemmeno in grado di soddisfare la domanda di elettricità dovuta alla rapida crescita economica. L'energia idroelettrica è sempre stata la fonte principale di elettricità in molti paesi africani, ma la siccità a lungo termine l'ha resa insostenibile. Sanchez ha affermato che l'Africa possiede le risorse solari più abbondanti al mondo, il doppio di quelle dell'Europa. Dopo aver studiato i dati relativi alla superficie idrica di 146 grandi bacini idrici nel continente africano, ritiene che i pannelli fotovoltaici galleggianti rappresentino un'importante opportunità per massimizzare l'uso delle risorse idriche esistenti per generare elettricità.
Inoltre, l'uso di pannelli solari per coprire la superficie dell'acqua può ridurre l'evaporazione. Stima che questo approccio possa aiutare il continente africano a risparmiare quasi 1 miliardo di metri cubi d'acqua ogni anno, sufficienti ad aumentare la produzione di energia delle turbine idrauliche di 170 GWh all'anno.
I bacini di molte dighe idroelettriche in Africa hanno sommerso vaste aree pianeggianti. Pertanto, la costruzione di dighe non solo occupa molto terreno, ma è anche vulnerabile alla perdita d'acqua dovuta all'evaporazione. Ma se i pannelli fotovoltaici galleggianti vengono installati sulla superficie di una vasta area d'acqua, questi svantaggi possono trasformarsi in vantaggi.
Il Kenya ha in programma di costruire centrali fotovoltaiche galleggianti in tre bacini idrici sui fiumi Tana e Turkwel. Sanchez ritiene che esistano ampie distese d'acqua e bacini idrici adatti allo sviluppo dell'energia solare galleggiante. Tra questi, il bacino idrico di Kai-nji in Nigeria, i bacini di Merowe e Roseires in Sudan e il bacino di Côte d'Azur.'Avorio's Serbatoio della diga di Kai-nji. Bacino idrico di Buyo (Buyo), bacino idrico di Lagdo (Lagdo) in Camerun e bacino idrico di Mtera (Mtera) in Tanzania.
B La generazione di energia fotovoltaica galleggiante sta diventando sempre più popolare in tutto il mondo
L'installazione di pannelli fotovoltaici galleggianti sta diventando sempre più popolare in tutto il mondo e alcuni esperti prevedono che diventerà presto la terza modalità di installazione solare più grande, dopo i pannelli solari distribuiti sui tetti e quelli a terra. Secondo Frank Haugwitz di Apricum, una società tedesca di consulenza in tecnologie pulite, si stima che siano stati installati 350 impianti solari galleggianti in oltre 35 paesi, ma la maggior parte di essi non è di grandi dimensioni. Alla fine dello scorso anno, la capacità totale installata di questi impianti solari galleggianti era di soli 2,6 GW.
Il Giappone ha assunto la guida nella ricerca su questo modello più di 10 anni fa, ma da allora la Cina ha mantenuto una posizione di leadership. Il più grande progetto solare galleggiante attualmente in uso al mondo si trova in una miniera di carbone sommersa nella provincia di Anhui, con una capacità installata totale di 150 megawatt. L'interesse per questa tecnologia sta crescendo anche in altre parti dell'Asia.
Il più grande progetto di energia solare galleggiante attualmente in costruzione si trova a Saemangeum, in Corea del Sud, dove un tempo si trovava una piana tidale. Il progetto prevede un investimento di 4 miliardi di dollari USA, con una capacità installata totale di 2,1 GW, e sarà operativo entro il 2025. Il progetto solare fotovoltaico galleggiante in Kerala, in India, si trova nel bacino idrico di Banasura Sagar. Il Maharashtra ha anche annunciato che installerà un progetto fotovoltaico galleggiante da 600 MW in uno dei più grandi progetti idroelettrici dell'India: il bacino idrico della centrale elettrica di Koyna.
Secondo alcune fonti, Singapore starebbe valutando l'idea di installare pannelli solari galleggianti in mare aperto per alimentare i data center. I tecnici stanno valutando l'installazione di pannelli solari galleggianti tra le turbine eoliche offshore per sfruttare la connessione alla rete elettrica. Anche paesi e regioni asiatiche come Taiwan, Thailandia e Vietnam hanno progetti simili.
Anche i paesi europei stanno mostrando un crescente interesse. L'azienda tedesca di energie rinnovabili BayWa ha completato lo scorso anno un progetto da 27 megawatt su un bunker allagato nei Paesi Bassi. Uno studio condotto per l'azienda lo scorso anno dal Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ha raccomandato l'utilizzo di miniere di lignite a cielo aperto allagate per installare pannelli fotovoltaici galleggianti. Esistono 500 miniere di questo tipo distribuite su 470 chilometri quadrati di aree rurali nella Germania orientale. L'istituto di ricerca stima che la potenziale scala di distribuzione di queste miniere possa teoricamente raggiungere i 56 GW. Anche con un tasso di copertura del 5%, la capacità installata può raggiungere i 2,74 GW, equivalenti a due grandi centrali elettriche a combustibili fossili.
La generazione di energia fotovoltaica dall'acqua potrebbe aiutare l'Africa
In superficie, il costo di installazione dei pannelli solari sull'acqua è solitamente superiore del 10-20% rispetto a quello a terra. Tuttavia, i pannelli fotovoltaici galleggianti presentano i loro vantaggi: non occupano terra, producono meno polvere, non richiedono di livellare il terreno, non richiedono di tagliare alberi o demolire edifici e la superficie dell'acqua è più fredda rispetto alla terraferma, quindi il tasso di produzione di energia è solitamente più elevato.
L'installazione di pannelli fotovoltaici galleggianti nei bacini delle dighe offre altri vantaggi. Le linee di trasmissione collegate alla rete sono facilmente reperibili e i due metodi di generazione di energia possono integrarsi a vicenda. L'energia solare viene utilizzata durante il giorno, risparmiando acqua e producendo energia di notte.
Ma il vantaggio aggiuntivo più grande è che i pannelli solari che ricoprono l'acqua possono ridurre l'evaporazione, aumentando così il potenziale idroelettrico del bacino, soprattutto nelle regioni tropicali. I bacini idrici nella maggior parte dei tropici perdono fino a due metri d'acqua all'anno a causa dell'evaporazione, il che equivale a un terzo della loro capacità di stoccaggio.
Di conseguenza, il bacino idrico della diga di Kariba nell'Africa meridionale ha perso un quarto della sua capacità idrica. Il bacino idrico della diga di Akosombo in Ghana ne ha persa più della metà. Non esiste un modo fattibile per ridurre l'enorme perdita di riserva idrica. I pannelli solari potrebbero essere la soluzione.
Per quanto riguarda i potenziali impatti dei pannelli fotovoltaici galleggianti su animali e piante selvatiche o sull'ambiente in generale, non sono stati condotti studi di impatto ambientale pertinenti o altre analisi dettagliate. Sanchez ritiene che la riduzione della luce subacquea o le variazioni della temperatura dell'acqua possano causare potenziali danni alla pesca. Questi cambiamenti ridurranno anche la crescita delle alghe, il che potrebbe essere benefico per gli ecosistemi di acqua dolce afflitti da proliferazioni algali. In Africa, alcuni pannelli galleggianti potrebbero essere attaccati da coccodrilli o ippopotami. Analogamente, tali infrastrutture potrebbero impedire a questi e ad altri animali di accedere alle risorse idriche.
Un rapporto della Banca Mondiale di tre anni fa affermava che, poiché la terraferma limita lo sviluppo dell'energia solare, i pannelli fotovoltaici galleggianti hanno aperto nuove aree per la produzione di energia solare globale, soprattutto nei paesi con vincoli territoriali. Haugwitz ha affermato che la Banca Mondiale sta attualmente valutando il finanziamento di centrali idroelettriche e ibride solari in Pakistan, Turchia, Ucraina, Mali e Costa d'Avorio.'Avorio.
Le restrizioni territoriali per l'impiego dell'energia solare stanno dando vita anche ad altre soluzioni. Secondo Brandi McK-uin dell'Università della California, Santa Barbara, la California può trasformare una rete di oltre 6.000 chilometri di canali di irrigazione (il più grande al mondo) in un sistema di canalizzazione per l'irrigazione.'il più grande sistema di distribuzione dell'acqua) in“canali solari,”che può sostituire le pompe di irrigazione. Generatore diesel per fornire energia.
Il rapido flusso d'acqua nel canale di irrigazione impedisce ai pannelli solari di galleggiare sull'acqua, quindi devono essere installati su una staffa metallica o su un cavo di sospensione sopra il canale, ma la loro funzione di schermatura della luce solare può comunque essere mantenuta in larga misura. Uno studio pubblicato a marzo da McCon sulla rivista Nature Sustainability ha sottolineato che, come i pannelli solari galleggianti sull'acqua, anche i pannelli solari sospesi possono ridurre l'evaporazione dell'acqua nei canali di irrigazione. Ed è possibile ridurre la proliferazione di erbe infestanti.
È ovvio che, sia che siano galleggianti o sospesi, i pannelli solari sembrano funzionare in un modo senza precedenti.