Преход от въглищни кариерни езера към слънчеви централи

По поръчка на разработчика на възобновяеми енергийни източници BayWa r.e., Fraunhofer Institute of Solar Energy Systems ISE изследва техническия потенциал на плаващите фотоволтаици (FPV) върху кариери в бившите мини на лигнитни въглища в Германия.

Подобни плаващи фотоволтаици които по принцип плават върху създадени от човека изкуствени езера, могат да помогнат за облекчаване на конкуренцията за използване на земята и да помогнат за разширяване на капацитета на фотоволтаиците в Германия. Плаващата фотоволтаична технология има няколко предимства пред наземните системи; например, по-голямо производство на енергия поради охлаждащия ефект на водата или по-високата ефективност на използването на земята.

„Плаващите фотоволтаични централи са сравнително нова концепция, която има голям потенциал за производство на електроенергия в световен мащаб, не на последно място, защото позволява разширяване на фотоволтаичния капацитет без да се използват нови земни площи“, заяви Андреас Бет, директор на Fraunhofer Institute of Solar Energy Systems ISE, цитиран от pveurope.eu. В зависимост от сценариите за развитие в ЕС, прогнозите показват, че за успешна енергийна трансформация са необходими до 500 гигавата фотоволтаични мощности. Поради ограниченото количество обработваема земя трябва да се разработят решения, които са по-малко зависими от наличните места. Голямо предимство на плаващите слънчеви електроцентрали е по-високата им ефективност при използване на земята (1.33 мегавата на хектар).

Водата, върху която плува фотоволтаичната централа, осигурява и охлаждане, което води до малко по-високо производство на енергия. PV модулите и в повечето случаи инверторите са инсталирани на плаващи устройства, които са закотвени или на брега, или на дъното на езерото. Бившите открити мини на лигнитни въглища също са добри места за плаващи електроцентрали, тъй като по правило на тези места вече съществува връзка към енергийната система. Ако закотвянето на сушата не е възможно, тогава може да се използва конвенционална корабна котва. Това обаче може да доведе до допълнителни разходи, които зависят от дълбочината на езерото. Разходите за производство на електроенергия за плаващи фотоволтаични системи са с около 10 до 15 на сто по-високи от разходите за конвенционалните наземни фотоволтаични централи.

Оценка на потенциала за производство на електроенергия

Около 500 кариери, образувани от добиването на лигнитни въглища, съществуват в само в Германия в момента и те обхващат обща площ от 47 251 хектара. Повечето от езерата са разположени в германските щати Бранденбург (29,8%), Саксония-Анхалт (28,2%) и Саксония (15,7%).

За да се оцени потенциалът за производство на електроенергия на тези езера, изследователите интервюираха местните власти, заинтересованите страни и експерти в областта на разрешаването, планирането, инсталирането и опазването на водата. Първоначално, теоретично е оценен полезен потенциал на тези езера от 56 гигавата мощност.

От тази стойност след това бе извадена планираната площ за развлекателни дейности, туризъм, природа и опазване на земята. Езерата, по-малки от един хектар, или с големи колебания в дълбочината или липсващи възможности за закрепване на котви на брега, бяха отхвърлени поради неясните разходи по проектите. В крайна сметка реалистичният икономически потенциал се определя на около 4,9% от теоретичната площ на езерото, което се равнява на инсталирана мощност от 2,74 гигавата.

Най-големият потенциал е разположен в района на Лаузиц и въглищните райони в Саксония и Саксония-Анхалт. Други видове изкуствени водни обекти или естествени езера не бяха разгледани в това проучване, така че общият потенциал в Германия вероятно е много по-голям. Общо в Германия има 4 474 езера, създадени от човека. Повечето от тях са образувани чрез повърхностно добив на строителни материали. Това включва 725 кариерни езера и 354 чакълести езера. Делът на кариерите от бивши открити руднични лигнитни мини е едва 12,9 на сто.

В Нидерландия изграждането и производството на електроенергия от подобни ВЕИ централи е достатъчно развито и икономически жизнеспособно, като там вече има работещи плаващи фотоволтаични системи, а BayWa r.e. вече има инсталирани системи там. Едгар Гимбел, ръководител на електроцентралните инсталации в BayWa r.e. Solar Project GmbH подчертава: „Вече сме реализирали три проекта с общо 25 мегавата в Нидерландия. Току-що започнахме строителството на най-голямата плаваща слънчева фотоволтаична централа в Европа с 27,4 мегавата мощност.

Проучването на Fraunhofer ISE впечатляващо показва, че в Германия има огромен потенциал за плаващи слънчеви централи. Сега е моментът да се създаде подходяща правна рамка и да се опростят процедурите за разрешение на обектите, за да се използва този потенциал.

Първата плаваща фотоволтаична централа в Германия започна работа през 2019 г. Поради условията, определени в Закона за възобновяемата енергия, номиналната мощност беше ограничена до 750 киловата.