Vodna fotovoltaika, znana tudi kot lebdeča fotovoltaika, je nova vrsta fotovoltaične metode pridobivanja električne energije. Njegova glavna značilnost je gradnja fotovoltaične elektrarne na vodni gladini. Sledi podroben uvod v vodno fotovoltaiko:
Načelo delovanja:
Fotovoltaični paneli so potopljeni v vodo in uporabljajo sončno energijo za pretvorbo svetlobne energije v električno.
Ko svetloba sveti na fotovoltaično celico, fotovoltaična celica absorbira svetlobno energijo in jo s fotovoltaičnim učinkom pretvori v enosmerni tok.
Fotonapetostni učinek se nanaša na pojav, da interakcija med fotoni in polprevodniškimi materiali v fotonapetostnih celicah proizvaja pare elektron-luknja, s čimer se ustvari tok.
Prednosti:
Prihranite zemljišče: zgrajen na vodni površini, ne zaseda zemljiških virov in lahko zmanjša stroške pridobivanja zemljišč.
Povečanje proizvodnje električne energije: Voda ima hladilni učinek na fotonapetostne module, kar lahko zavira dvig površinske temperature modulov in s tem poveča proizvodnjo električne energije. Na primer, po eksperimentalni primerjalni analizi velikih vodnih fotovoltaičnih elektrarn v prefekturi Hyogo na Japonskem se je proizvodnja električne energije panelov povečala za približno 14 % zaradi hladilnega učinka vodne površine.
Zmanjša izhlapevanje in razmnoževanje alg: Teoretično lahko zmanjša izhlapevanje vodne površine, zavira razmnoževanje alg v vodi in prispeva k zaščiti vodnih virov.
Priročno delovanje in vzdrževanje: fotovoltaična elektrarna je zgrajena v vodi, kar lahko zmanjša onesnaženje s prahom na komponentah in olajša čiščenje komponent.
Turistične koristi: fotonapetostne komponente so lepo razporejene na vodni površini, kar se lahko uporabi kot značilna atrakcija za turistične koristi.
Scenariji uporabe:
Kombinacija kmetijstva in ribištva: Postavitev plavajočih vodnih fotovoltaičnih sistemov v vodah v bližini kmetijskih površin in ribnikov lahko doseže usklajen razvoj kmetijstva in ribištva.
Rezervoarji in hidroelektrarne: Postavitev fotonapetostnih sistemov s plavajočo vodo v spodnjih vodah rezervoarjev in hidroelektrarn lahko izkoristi prednosti dvojne energije sončne energije in vode.
Urbana krajina: Postavitev plavajočih vodnih fotovoltaičnih sistemov v urbanih rekah, jezerih in drugih vodah lahko izboljša urbano okolje in mestu zagotovi nove krajine.
Izzivi in slabosti:
Visoke zahteve za plavajočo opremo: plavajoča vodna fotovoltaika zahteva plavajočo opremo za podporo fotovoltaičnih panelov, zahteve glede zmogljivosti plavajoče opreme pa so visoke.
Visoke zahteve glede izbire lokacije: Mesto plavajočega vodnega fotonapetostnega polja je treba izbrati v vodnem območju z veliko površino, dobrimi svetlobnimi pogoji in dobrimi razvojnimi pogoji.
Obstaja veliko negotovih dejavnikov: močan veter, vodostaj, led in drugi dejavniki imajo velik vpliv na to. Hkrati je treba spremljati, ali imajo fotovoltaične komponente škodljive učinke na kakovost vode in vodne organizme.
Če povzamemo, kot nova vrsta fotonapetostne proizvodnje električne energije ima vodna fotovoltaika pomembne prednosti in široke možnosti uporabe, vendar se sooča tudi z nekaterimi izzivi in pomanjkljivostmi. Z napredkom tehnologije in zmanjševanjem stroškov bosta njena uvedba in uporaba obsežnejši.