فتوولتائیک‌های خورشیدی شناور (FSPV) فناوری‌ای است که در آن سیستم‌های تولید برق فتوولتائیک خورشیدی (PV) بر روی سطوح آب نصب می‌شوند و معمولاً در دریاچه‌ها، مخازن آب، اقیانوس‌ها و سایر پهنه‌های آبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی پاک، انرژی خورشیدی شناور به عنوان شکلی نوآورانه از انرژی تجدیدپذیر، توجه بیشتری را به خود جلب می‌کند. در ادامه، تحلیلی از چشم‌انداز توسعه انرژی خورشیدی شناور و مزایای اصلی آن ارائه شده است:
۱. چشم‌انداز توسعه
الف) رشد بازار
بازار انرژی خورشیدی شناور به سرعت در حال رشد است، به خصوص در برخی مناطق که منابع زمین در آنها محدود است، مانند آسیا، اروپا و ایالات متحده. انتظار می‌رود ظرفیت جهانی نصب شده انرژی خورشیدی شناور در سال‌های آینده به طور قابل توجهی افزایش یابد. طبق تحقیقات بازار، انتظار می‌رود بازار جهانی انرژی خورشیدی شناور تا سال 2027 به میلیاردها دلار برسد. چین، ژاپن، کره جنوبی، هند و برخی از کشورهای جنوب شرقی آسیا از اولین پذیرندگان این فناوری هستند و چندین پروژه آزمایشی را در آب‌های مربوطه انجام داده‌اند.
ب) پیشرفت‌های تکنولوژیکی
با نوآوری‌های مداوم فناوری و کاهش هزینه‌ها، ماژول‌های خورشیدی شناور به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کارآمدتر باشند و هزینه‌های نصب و نگهداری به تدریج کاهش یافته است. طراحی سکوهای شناور روی سطح آب نیز متنوع است و پایداری و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی یکپارچه و فناوری‌های شبکه هوشمند پتانسیل بیشتری برای توسعه بیشتر انرژی خورشیدی شناور ارائه می‌دهند.
ج) پشتیبانی از سیاست
بسیاری از کشورها و مناطق، حمایت‌های سیاسی را برای توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، به ویژه برای اشکال انرژی پاک مانند باد و خورشید، ارائه می‌دهند. انرژی خورشیدی شناور، به دلیل مزایای منحصر به فرد خود، مورد توجه دولت‌ها و شرکت‌ها قرار گرفته است و یارانه‌ها، مشوق‌ها و حمایت‌های سیاسی مرتبط به تدریج در حال افزایش است که تضمین قوی برای توسعه این فناوری فراهم می‌کند.
د) کاربردهای سازگار با محیط زیست
انرژی خورشیدی شناور را می‌توان بدون اشغال مساحت زیادی از منابع زمینی، روی سطح آب نصب کرد که این امر، راهکاری کارآمد برای مناطقی با منابع زمینی محدود فراهم می‌کند. همچنین می‌توان آن را با مدیریت منابع آب (مثلاً مخازن و آبیاری مخازن) ترکیب کرد تا بهره‌وری مصرف انرژی را بهبود بخشیده و تحول سبز انرژی را ارتقا بخشد.
۲. تحلیل مزایا
الف) صرفه جویی در منابع زمین
پنل‌های خورشیدی زمینی سنتی به مقدار زیادی از منابع زمین نیاز دارند، در حالی که سیستم‌های خورشیدی شناور می‌توانند بدون اشغال منابع ارزشمند زمین، روی سطح آب مستقر شوند. به خصوص در برخی مناطق با آب‌های وسیع، مانند دریاچه‌ها، مخازن، حوضچه‌های فاضلاب و غیره، انرژی خورشیدی شناور می‌تواند بدون ایجاد تداخل با کاربری زمین مانند کشاورزی و توسعه شهری، از این مناطق به طور کامل استفاده کند.
ب) بهبود بهره‌وری تولید برق
نور منعکس شده از سطح آب می‌تواند میزان نور را افزایش داده و راندمان تولید برق پنل‌های فتوولتائیک را بالا ببرد. علاوه بر این، اثر خنک‌کنندگی طبیعی سطح آب می‌تواند به ماژول فتوولتائیک کمک کند تا دمای پایین‌تری را حفظ کند و افت راندمان فتوولتائیک ناشی از دمای بالا را کاهش دهد و در نتیجه راندمان کلی تولید برق سیستم را بهبود بخشد.
ج) کاهش تبخیر آب
یک منطقه بزرگ از پنل‌های خورشیدی شناور که سطح آب را می‌پوشانند، می‌توانند به طور مؤثر تبخیر آب را کاهش دهند، که این امر به ویژه برای مناطق کم آب بسیار مهم است. به خصوص در مخازن یا آبیاری زمین‌های کشاورزی، پنل‌های خورشیدی شناور به حفظ آب کمک می‌کنند.
د) تأثیر کمتر بر محیط زیست
برخلاف انرژی خورشیدی زمینی، انرژی خورشیدی شناور نصب شده روی سطح آب، اختلال کمتری در اکوسیستم خشکی ایجاد می‌کند. به خصوص در آب‌هایی که برای سایر اشکال توسعه نامناسب هستند، انرژی خورشیدی شناور آسیب زیادی به محیط زیست وارد نمی‌کند.
ه) تطبیق پذیری
انرژی خورشیدی شناور می‌تواند با سایر فناوری‌ها ترکیب شود تا استفاده جامع از انرژی را افزایش دهد. به عنوان مثال، می‌توان آن را با انرژی بادی روی آب ترکیب کرد تا سیستم‌های انرژی هیبریدی ایجاد شود که پایداری و قابلیت اطمینان تولید برق را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، در برخی موارد، انرژی خورشیدی شناور و سایر صنایع، مانند شیلات یا آبزی‌پروری، پتانسیل بیشتری برای توسعه دارند و یک "اقتصاد آبی" با مزایای متعدد را تشکیل می‌دهند.
۳. چالش‌ها و مشکلات
با وجود مزایای فراوان انرژی خورشیدی شناور، توسعه آن هنوز با چالش‌های متعددی روبرو است:
فناوری و هزینه: اگرچه هزینه انرژی خورشیدی شناور به تدریج در حال کاهش است، اما هنوز هم بالاتر از سیستم‌های انرژی خورشیدی زمینی سنتی است، به خصوص در پروژه‌های بزرگ. نوآوری‌های فناوری بیشتری برای کاهش هزینه‌های ساخت و نگهداری سکوهای شناور مورد نیاز است.
سازگاری با محیط زیست: پایداری بلندمدت سیستم‌های خورشیدی شناور باید در محیط‌های آبی مختلف تأیید شود، به‌ویژه برای مقابله با چالش‌های عوامل طبیعی مانند آب و هوای نامساعد، امواج و یخ‌زدگی.
مناقشات مربوط به استفاده از آب: در برخی از آب‌ها، ساخت سیستم‌های خورشیدی شناور ممکن است با سایر فعالیت‌های آبی مانند کشتیرانی و ماهیگیری در تضاد باشد و این مسئله مطرح است که چگونه می‌توان به طور منطقی نیازهای منافع مختلف را برنامه‌ریزی و هماهنگ کرد.
خلاصه کنید
انرژی خورشیدی شناور، به عنوان شکلی نوآورانه از انرژی تجدیدپذیر، پتانسیل توسعه زیادی دارد، به ویژه در مناطقی با منابع زمینی محدود و شرایط آب و هوایی مطلوب. با پیشرفت فناوری، حمایت سیاستی و کنترل مؤثر تأثیرات زیست‌محیطی، انرژی خورشیدی شناور در سال‌های آینده فرصت‌های توسعه بیشتری را فراهم خواهد کرد. در فرآیند ترویج تحول سبز انرژی، انرژی خورشیدی شناور سهم مهمی در تنوع‌بخشی به ساختار انرژی جهانی و توسعه پایدار خواهد داشت.
زمان ارسال: ۲۴ ژانویه ۲۰۲۵