Tõsine põud! Vihma ei ole! Kas selle kõik põhjustavad ujuvad fotogalvaanilised seadmed?

Viimastel aastatel, kuna fotogalvaanilise energia tootmiseks saadaolevad maaressursid on muutunud üha napimaks, on veepõhine fotogalvaaniline energia tootmine oma mitmesuguste eeliste tõttu pälvinud laialdast tähelepanu ning seda on edukalt rakendatud erinevates stsenaariumides, näiteks järvedes, jõgedes, loodete tasapindadel ja avamerealadel.
Asjakohased andmed näitavad, et praeguse seisuga edendab enam kui 60 riiki ja piirkonda üle maailma aktiivselt veepõhiste fotogalvaaniliste elementide arendamist. Elektrijaams, millest enam kui 35 riigis ja piirkonnas on üle 350 ujuva fotogalvaanilise elektrijaama. Olulise fotogalvaanilise riigina on minu riigi rannikuprovintsid, nagu Shandong, Jiangsu, Zhejiang, Liaoning ja Guangdong, aktiivselt kasutusele võtnud veepõhise fotogalvaanilise elektri tootmise ja viinud läbi omaveepõhised fotogalvaanilised projektid.
Kuid veepõhise fotogalvaanilise energia tootmise kiire arenguga pole viimastel aastatel vaibunud märkused selle "varjatud ohtude" kohta – millist mõju avaldab veepõhine fotogalvaaniline energia tootmine ökoloogilisele ja kliimale? Ja kas kalavalguse täiendav mudel ei mõjuta kalakasvatust?

Vee baasil fotogalvaanilise energia tootmise mõju veeökoloogiale
Kolme Kuru Ökoloogilise Keskkonna Monitooringu 2018. aastal avaldatud artiklis "Veepõhiste fotogalvaaniliste elektrijaamade mõju analüüs ja vastumeetmed veekogude ökoloogilisele keskkonnale" toodi välja, et veepõhiste fotogalvaaniliste elektrijaamade ökoloogilisele keskkonnale avaldatava mõju peamised objektid töötamise ajal on plankton ja kalad.
Planktoni puhul on veepinnal asuvate fotogalvaaniliste elektrijaamade peamine mõju päikesevalguse pikaajaline blokeerimine, mis nõrgestab fütoplanktoni fotosünteesivõimet ning takistab teatud määral selle kasvu ja paljunemist; fütoplanktoni arvukuse vähenemine toob kaasa ka fütoplanktonist toituva zooplanktoni arvukuse vähenemise.
Kalade puhul ei avalda veepinnal töötavate fotogalvaaniliste elektrijaamade pikaajaline töötamine otsest mõju kaladele, kuid võib kaasa tuua kalasöödaks olevate organismide ehk zooplanktoni arvukuse vähenemise.
Kuid veepinna fotogalvaanilise tehnoloogia pideva innovatsiooni ja arenguga suureneb ka teadlikkus veeökoloogilise keskkonna kaitsmisest projekti projekteerimisetapis. Suurte järvede, veehoidlate ja muude suhteliselt küpsete ökosüsteemidega veekogude arendamisel tuleks veepinnaga kaetud pindalast lähtuvalt... Fotogalvaaniline moodulTänu konkreetsele paigutusmeetodile liiguvad nad veeökosüsteemi tervisliku ja jätkusuutliku suuna säilitamise suunas.

2021. aasta alguses avaldas ka International Journal of Low Carbon Technology seotud aruande. Paigaldades erineva katvuse ja kaldenurgaga veepinnale fotogalvaanilisi mooduleid ning jälgides allpool asuvate veekogude vee kvaliteedi parameetreid, näitasid tulemused, et vee kvaliteedile negatiivset mõju ei olnud; vastupidi, andmed näitasid, et ka nitraadi ja klorofülli kontsentratsioonid veekogudes paranesid, kusjuures kõrgeim nitraadikontsentratsioon langes 14% ja keskmine klorofülli kontsentratsioon pinnavees langes 17,5%. See on tingitud asjaolust, et fotogalvaanilised moodulid katavad veepinda, vähendades veepinna aurustumist ja alandades vee temperatuuri, pärssides seeläbi vetikate paljunemist.
Suurbritannias läbi viidud uuring näitas, et pind Päikeseelektrijaamad võib omakorda parandada jõgede ja järvede vee kvaliteeti. See põhineb avastusel, et kui päikesevalgus soojendab veekogu ja see jaguneb kaheks erineva temperatuuriga kihiks, siis põhjaveekogu hapnikuvaesus väheneb ja vee kvaliteet halveneb. Pärast fotogalvaanilise massiivi paigaldamist pinnale lüheneb veekogu "kihistumise" kestus, mis võib teatud määral mängida rolli vee kvaliteedi kaitsmisel. See leid osutab vähemalt kahele veepõhise fotogalvaanika väärtuse aspektile:
1. Globaalse soojenemise mõju leevendamine veekogudele lähikuudel ja -aastatel;
2. Joogiveeallikate kvaliteedi kaitsmine.

Ujuvate fotogalvaaniliste elementide mõju kliimale
Alates 2020. aastast viis Euroopa juhtiv ujuvfotogalvaaniliste lahenduste pakkuja BayWare Hanze Rakenduskõrgkooli, Groningeni Ülikooli ja Buro Bakkeri / ATKB uurimisinstituudi abiga enam kui aasta jooksul läbi Hollandis karjääris asuva 27,4 MW ujuvfotogalvaanilise elektrijaama keskkonnamõju uuringu.
Aruande kohaselt muutus fotogalvaaniliste moodulite all oleva vee hapnikusisaldus aasta jooksul väga vähe, tuul ja päikesevalgus jõudsid moodulite all olevale veepinnale endiselt kergesti ning mõõdetud kõrvalekalded olid peamiselt põhjustatud ilmastikutingimuste muutustest. Ujuvsüsteemi all oleva vee kvaliteet on endiselt samal tasemel kui külgnevates vetes.

Tegelikult puuduvad eksperimentaalsed andmed, mis toetaksid väidet, et "vee fotogalvaanika põhjustab põuda". Tegelikult on vee fotogalvaanikal küll aurustumist pärssiv omadus, kuid see on omamoodi veevarude kaitse.
Hiljuti avaldasid professor Ma Chao ja teised Tianjini ülikooli veesäästu insenerisimulatsiooni ja ohutuse riikliku võtmelabori teadlased ajakirjas South-to-North Water Diversion and Water Conservancy Technology (hiina ja inglise keeles) artikli pealkirjaga "Vee säästmise optimaalne konfiguratsioon vastavalt veepinna fotogalvaanika aurustumise pärssimise efektile - näitena Baiyangdia märgala veevarustamine". Stsenaariumisimulatsiooni ja optimeerimisarvutuste abil paljastab artikkel mitme eesmärgi vahelise konkurentsisuhte ja esitab veevarude jaotamise ettepanekud märgalade ökoloogiliseks veevarude täiendamiseks.
Uurimistulemused näitavad, et vee säästmine aurustumise pärssimise abil veepinna fotogalvaanika abil võib tõhusalt parandada pilliroo majanduslikku väärtust ja veevarude tagamise võimet Baiyangdiani märgalal, kuid sellel on negatiivne mõju Danjiangkou veehoidla energiatootmisele. Baiyangdiani madala, keskmise ja suure veevarude täiendamise vajaduse korral suurenes pilliroo majanduslik väärtus vastavalt 50 miljoni, 260 miljoni ja 550 miljoni jüaani võrra ning veevarude tagamise võime suurenes vastavalt 61%, 42% ja 28%. Kokkuvõttes näitab see uuring, et vee säästmine aurustumise pärssimise abil veepinna fotogalvaanika abil saab tõhusalt parandada märgala ökoloogilist keskkonda ja vähendada märgala kuivamise ohtu. Vee säästmise jaotuse optimeerimine aurustumise pärssimise abil veepinna fotogalvaanika abil võib maksimeerida nii märgalade kui ka veeallikate eeliseid.

Kalanduse ja fotogalvaanika vastastikuse täiendavuse potentsiaal on suur.
Veepinna fotogalvaanika kõige laialdasemalt kasutatav rakendus on "kalandus-fotogalvaanika komplementaarsus". Vaatleme mõningaid tegelikke juhtumeid.
Huadian Zhaoqingi ettevõtte Jinshani 100 MW kala- ja fotogalvaanika vastastikuse täiendavuse projekt, mis asub Gaoyao ringkonnas Zhaoqingi linnas Guangdongi provintsis, hõlmab umbes 1200 aakri suurust kalatiiki, mille read koosnevad nelja- või viiemeetristest tiikidest. Fotogalvaanilised paneelid korralikult paigutatud. Peal saab kasutada fotogalvaanilist energiat ning all saab kasvatada kalu ja parte.
On arusaadav, et külaelanikud ei tunnustanud seda projekti alguses ja kõik olid mures, et fotogalvaaniliste paneelide paigaldamine kalatiigile mõjutab sigimist. Kuid pärast esimese kala- ja pardipartii sigima panemist ilmnesid peagi "kalakasvatuse ja fotogalvaanilise täiendavuse" eelised. Varasematel suvedel kannatasid põllumehed pidevalt kõrge temperatuuri tõttu sageli suuri kala- ja pardipoegade kaotusi ning head lahendust polnud. Kuid nüüd pakub kalatiigis olev enam kui 4 meetri kõrgune fotogalvaaniline "vihmavari" varju. Olenemata sellest, kas tegemist on vees olevate kalade või vee peal olevate partidega, on ellujäämismäär suurenenud, mis on saanud "kala-valguse täiendavuse" mudeli kõige otsesemaks eeliseks.
See on Huadian Zhaoqingi ettevõtte Jinshani 100 MW kalavalgustite täiendav projekt, mis asub Gaoyao rajoonis Zhaoqingi linnas Guangdongi provintsis. Kogu projekti kalatiik on umbes 1200 aakri suurune ja seal on korralikult paigutatud nelja-viie meetri kõrgused fotogalvaanilised paneelid. Fotogalvaanilist energiat saab kasutada peal ja kalu ja parte saab kasvatada all.
On arusaadav, et külaelanikud ei tunnustanud seda projekti alguses ja kõik olid mures, et fotogalvaaniliste paneelide paigaldamine kalatiigile mõjutab sigimist. Kuid pärast esimese kala- ja pardipartii sigima panemist ilmnesid peagi "kala-valguse täiendavuse" eelised. Varasematel aastatel kandsid põllumeeste kala- ja pardimaimud pidevalt kõrge temperatuuri tõttu igal suvel suuri kaotusi ning head lahendust polnud. Kuid nüüd pakub kalatiigis olev enam kui 4 meetri kõrgune fotogalvaaniline "vihmavari" varju. Olenemata sellest, kas tegemist on vees olevate kalade või vee peal olevate partidega, on ellujäämismäär suurenenud, mis on saanud "kala-valguse täiendavuse" mudeli kõige otsesemaks eeliseks.
Kala ja krevette kasvatatakse jätkuvalt all fotogalvaanilised paneelidFotogalvaaniliste kronsteinide abil on alus varustanud iga kasvatustiigi terasest kasvuhoonega, mis on kaetud isolatsiooniplaatide ja veekindlate kiledega. Vee temperatuur ulatub umbes 25 ℃-ni, mis tagab fotogalvaanilise kasvuhoone krevettide kasvatamise "jahutuse suvel ja soojas hoidmise talvel". Astmelise tehasepõhise kasvatusmudeli abil saab kasvatustiigi temperatuuri ja niiskust tõhusalt reguleerida, et luua krevettidele hea kasvukeskkond. Nende hulgas on valgete krevettide kasvatustoodang Lõuna-Ameerikas enam kui kümme korda suurem kui traditsioonilise maapealse tiigi kasvatuses.
Maailmas ringi vaadates on äärmiselt rikkalikke ressursse, nagu ookeanid, jõed, järved ja veehoidlad. Veepinnal töötavad fotogalvaanilised elektrijaamad on kahtlemata kolmas rinne, mis kõrvaldab maaressursside piirangud ja laiendab fotogalvaanilise energia tootmist. Kuid kuna veepinnal töötavate fotogalvaanikate ulatus laieneb, tuleb selle mõju ökoloogilisele keskkonnale siiski tõsiselt võtta. Kuidas säilitada veepinnal töötavate fotogalvaaniliste elektrijaamade tervislikku arengut ökoloogiliste ja keskkonnasõbralike disainilahenduste ja materjalide abil, on tööstuses oluline "testküsimus".