Rezervuarlardaki paneller, 300 milyon kişiye yetecek kadar suyun buharlaşmasını engelleyebilir.
Barajda yüzen havadan görünüm/güneş paneli |
Güneş enerjisinin maliyeti son on yılda önemli ölçüde düşerek, onu dünyanın büyük bölümünde en ucuz elektrik kaynağı haline getirdi. Açıkçası, bu daha ucuz güç anlamına gelebilir. Ancak bu, aksi takdirde çok pahalı olacak ve yine de kârlı bir şekilde güç üretebilecek yerlere potansiyel olarak paneller kurabileceğimiz anlamına da geliyor.
En ilgi çekici seçeneklerden biri, panelleri yüzen veya kablolara asılı yapay su kütlelerinin üzerine yerleştirmektir. Karada yapılan kurulumlardan daha pahalı olsa da bu bir kazan-kazan durumu yaratır: Paneller suyun buharlaşmasını sınırlar ve su panelleri soğutarak sıcak iklimlerde daha verimli çalışmalarını sağlar.
Yüzen güneş enerjisinin potansiyeli birkaç yerde incelenmiş olsa da, bir grup araştırmacı şimdi küresel bir analiz yaptı ve bunun çok büyük olduğunu buldu. Kurulumları mevcut rezervuarların yüzeyinin bir kısmıyla sınırlasak bile, yüzer paneller yılda yaklaşık 10.000 TeraWatt-saat üretirken, 100 kilometreküpten fazla suyun buharlaşmasını engelleyebilir.
Küreselleşmek
Yeni çalışmanın arkasındaki uluslararası araştırma ekibi, yüzer güneş enerjisinin potansiyeline bakan ilk kişi olmadıklarını kabul ediyor. Ancak önceki analizlerin çoğu, tek bir ülke veya tek bir rezervuar sistemiyle sınırlıydı. Yeni çalışma farklı çünkü küreselleşiyor ve ABD Enerji Bakanlığı'nın Sandia Ulusal Laboratuvarı tarafından geliştirilen, farklı çevre koşullarında güncel bir fotovoltaik performans modeli kullanıyor. Ekip ayrıca Dünya'yı gözlemleyen iki farklı uydu sisteminden yirmi yıl boyunca sıcaklıklar, güneş ışınımı ve rüzgar hızı hakkında veriler elde etti.
Araştırmacılar, rezervuarlar üzerinde yüzen güneş panellerinin, panelleri soğutmanın ve su kaybını azaltmanın yanı sıra bir takım avantajlara sahip olduğuna dikkat çekiyor. Birincisi, insanlığın söz konusu araziyi çoktan sular altında bıraktığı göz önüne alındığında, değiştirilmemiş araziyi panellerle kaplamak için feda etmiyorsunuz. Paneller ışığın suya ulaşmasını engelleyecek ve orada gelişen herhangi bir ekosistem için potansiyel olarak sorunlara neden olabilecekken, su kaynaklarındaki zararlı alg çiçeklerini sınırlamaya da yardımcı olabilir.
Diğer bir avantaj ise, birçok rezervuarın hem güce aç nüfus merkezlerine hem de onlara hizmet eden şebekelere yakın olması ve burada üretilen güçten yararlanmayı kolaylaştırmasıdır. Son olarak, birçok rezervuar hidroelektrik güç sistemleriyle ilişkilidir ve iki güç kaynağı, 24 saat ve tüm hava koşullarında sabit bir üretim seviyesini sürdürmek için tek bir birim olarak yönetilebilir.
Rezervuar içi ekosistemlerin korunmasına ve rezervuarların rekreasyon amaçlı kullanımına yardımcı olmak için araştırmacılar, panellerle kaplanacak alanı yüzeyinin maksimum yüzde 30'u veya 30 kilometrekare (hangisi daha düşükse) (30/30 sınırı) ile sınırlandırdı. .
Gücü hisset
Küresel olarak, üretilebilecek elektrik miktarı her yıl yaklaşık 9.400 TeraWatt-saattir. Karşılaştırma için, küresel elektrik kullanımı yaklaşık 22.800 TWh'dir, bu da yüzen güneş enerjisinin dünyanın elektrik ihtiyacının yüzde 40'ından fazlasını karşılayabileceği anlamına gelir. Rezervuar yüzeylerinin kapsamını yüzde 10 ile sınırlamak - oldukça önemli bir kesinti - yine de 4.300 TWh'lik üretime izin verecektir.
Açıktır ki, bu potansiyel eşit olarak dağılmamıştır, Kanada ve Kuzeyliler gibi ülkeler faydalanmak için güneşe daha az maruz kalmaktadır. Yüzer güneş enerjisinde en büyük kazanan, 30/30 sınırlamaları altında 1.900 TWh potansiyeline sahip olan ABD olacaktır. ABD yılda yaklaşık 3.900 TWh kullanıyor, bu da elektrik tüketiminin yarısının biraz altında olduğu anlamına geliyor. Geçen yıl itibariyle, mevcut yenilenebilir enerji kaynakları ve nükleer, enerji karışımımızın yaklaşık yüzde 40'ını sağlıyordu, bu nedenle, gerekli depolamayı yönetebilirsek, bu, şebekenin karbondan arındırılması yönünde uzun bir yol kat edebilir.
Sırasıyla, yüzer güneş enerjisi potansiyeli açısından ilk 10 ülkenin geri kalanı Çin, Brezilya, Hindistan, Kanada, Rusya, Meksika, Avustralya, Türkiye ve Güney Afrika'dır. Açıkçası, bu liste karbonsuzlaştırma için çok çaba sarf etmesi gereken birkaç ülkeyi içeriyor. Ve şu an itibariyle sadece üç tanesinde (Brezilya, Çin ve Hindistan) kayda değer bir yüzen güneş enerjisi var.
Araştırmacılar ayrıca, mevcut toplam enerji taleplerini tamamen yüzer güneş enerjisi ile karşılayabilecek 40 ülke olduğunu tahmin ediyor, ancak yine de depolama bir sorun olmaya devam ediyor. Bunların birçoğu küçük ve ekonomileri hala gelişmekte olan ülkeler olsa da, listede büyük bir ekonomiye ve enerji talebine sahip olan Brezilya da yer alıyor. Analiz ayrıca, nüfusu bir milyonun üzerinde olan ve elektrik taleplerini tamamen yakınlardaki rezervuarlardaki güneş enerjisiyle karşılayabilecek yaklaşık 150 şehir olduğunu gösteriyor.
Isıyı yenmek
Su tasarrufu söz konusu olduğunda, panellerin etkisi, yüzde 30'luk kapsama alanlarının gösterdiğinden çok daha büyük olacaktır. Bunun nedeni, sadece güneş ışığını engellemek yerine su sıcaklığını düşürerek hareket etmeleridir. Sonuç olarak, buharlaşma yaklaşık yüzde 45 oranında düşer. Genel olarak, azaltılan buharlaşma, yılda yaklaşık 100 kilometreküp su ekliyor ve yazarlar bunun yaklaşık 300 milyon insanın ihtiyaçlarını karşılamaya yeterli olduğunu söylüyor.
Özellikle Mısır ve Güney Afrika gibi yüksek nüfuslu, su kıtlığı yaşayan ülkelerden yararlanabileceklerinden bahsediyorlar. İkincisi, tahminlerine göre, yıllık 205 TWh elektrik kullanımının 144'ünü yüzer güneş enerjisiyle üretebilir ve 1,6 kilometreküp suyu buharlaşmaya kaptırmaktan kaçınabilir.
Yine, tüm bunlar, yılların deneyiminin güneş santralleri inşa etme maliyetinin çoğunu sıkıştırdığı karada panelleri kurmaktan daha pahalı olacak. Burada verimlilikte de bir denge var. Neredeyse tüm mevcut kara tabanlı paneller, Güneş'i gökyüzünde hareket ederken izleyerek üretimlerini artırıyor. Yüzen bir sistemde bunu yapmak çok daha zor olacak ve panelleri yatırmak büyük olasılıkla önemli ölçüde buharlaşmanın oluşmasına izin verecektir.
Bu ek maliyetler, çeşitli kullanıcılar için yeterli su temini sağlamak ve daha önce kullanılmayan arazilerin gelişimini sınırlamak gibi nicelleştirilmesi zor olan şeylere karşı dengelenecektir. Yüzer güneş enerjisinin bir yuvarlama hatasından daha fazlası olması için maliyetlerin ve belirsizliklerin çözülmesi gerekecek — küresel olarak, 2027'den önce kurulu kapasitenin 5 GigaWatt'ını temizlemesi beklenmiyor. ABD'nin bu kapasitenin yalnızca bu yıl yaklaşık altı katını etkinleştirmesi muhtemel .
Tags:
Bilim ve Keşif