Оценка потенциала плавучих солнечных электростанций в резервуарах ГЭС
Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США провели исследование глобального потенциала плавучих солнечных электростанций, размещённых на поверхностях водохранилищ ГЭС.
Результаты опубликованы в статье «Hybrid floating solar photovoltaics-hydropower systems: Benefits and global assessment of technical potential» («Гибридные плавучие солнечные фотоэлектрические-гидроэнергетические системы: преимущества и глобальная оценка технического потенциала») в научном журнале Renewable Energy.
В работе рассматриваются «полностью гибридные системы», подсоединённые к общей подстанции, что позволяет оптимизировать их совместную работу (в противном случае водохранилище ГЭС может рассматриваться просто как место для размещения плавучей солнечной станции).
Авторы считают, что такая полная гибридизация даёт внушительный ряд преимуществ.
Среди них улучшенная работа совместной системы в разных временных масштабах (например, снижение выработки ГЭС из-за засухи компенсируется выработкой солнечной электростанции), расширение возможностей хранения энергии, повышение эффективности использования сетевой инфраструктуры, сокращение случаев ограничения выработки (curtailment) фотоэлектрических модулей, снижение затрат на тех. присоединение и снижения испарения воды.
Расчёты показывают, что мировой потенциал солнечной генерации в таких гибридных проектах чрезвычайно высок.
Согласно наиболее амбициозному сценарию, в котором солнечными модулями покрывается 20% площади водохранилищ при ГЭС, по всему миру можно разместить 7593 ГВт «полностью гибридных систем» (сопоставимо с нынешней установленной мощностью всей мировой электроэнергетики). Они смогут вырабатывать 10616 ТВт*ч. Это примерно 40% нынешнего глобального производства электроэнергии.
В самом пессимистическом сценарии, в котором фотоэлектрические панели покрывают 8% площади резервуаров, глобальный потенциал оценивается в 3039 ГВт, годовая выработка в 4251 ТВт*ч.
В 2018 году Всемирный банк выпустил доклад с поэтичным названием «Там, где солнце встречается с водой» с оценкой потенциала плавучих солнечных электростанций. Его авторы подсчитали, если задействовать 10% площади искусственных водоёмов (в докладе не рассматривалась привязка именно к ГЭС), в мире можно разместить до 4044 ГВт плавучих солнечных электростанций.
Как мы видим, оценки доклада Всемирного банка и нового исследования NREL близки.
Что ещё важно отметить. Столь высокий потенциал водного размещения солнечных электростанций в значительной степени снимает (беспочвенное в основном) беспокойство по поводу территориально-пространственных ограничений («нехватки земли») для развития фотоэлектрической солнечной энергетики.
Несмотря на высокий потенциал и растущий рыночный интерес, развертывание плавучих солнечных электростанций при ГЭС находится в начале пути. Первый такой объект был введён в Португалии в 2017 году. По итогам 2019 года в мире было установлено примерно 1,5 ГВт плавучих солнечных электростанций.
Правильно и хорошо, что в России также начинают осваивать этот потенциал. Группа «Хевел» в 2020 году ввела в строй первую в России плавучую солнечную станцию при ГЭС. Совсем недавно в Дагестане был введен в строй интересный «плавучий солнечный объект», в создании которого принимало участие ООО «Солар Системс», другой крупный игрок в российской солнечной энергетике.