‘เยอรมนี’ เปิดตัวโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำแนวตั้งที่แรกในโลก ประหยัดพื้นที่ ติดตั้งง่าย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ทำลายระบบนิเวศ เพิ่มออกซิเจนในน้ำ แสงแดดส่องได้ลึกขึ้น
“เยอรมนี” เปิดตัวโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำแนวตั้งสำหรับใช้ในระบบสาธารณูปโภคแห่งแรกของโลก ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการนำเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์มาใช้บนพื้นผิวน้ำภายในประเทศ เพื่อตอบโจทย์การผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในพื้นที่ที่มีข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์
โรงไฟฟ้าแห่งนี้ตั้งอยู่ที่บ่อขุดกรวดไจส์ ในรัฐบาวาเรีย ทางตอนใต้ของเยอรมนี โดยติดตั้งอยู่บนทะเลสาบที่มนุษย์สร้างขึ้นจากการทำเหมือง โครงการนี้มีกำลังการผลิตติดตั้งอยู่ที่ 1.87 เมกะวัตต์ (MW) และคาดว่าจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 2 กิกะวัตต์ชั่วโมง (GWh) ต่อปี ซึ่งเพียงพอต่อการจ่ายไฟให้กับครัวเรือนจำนวนมาก โดยใช้ระบบเทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรภายใต้ชื่อ “SKipp” ของบ SINN Power ผู้เชี่ยวชาญด้านโซลูชันพลังงานหมุนเวียนลอยน้ำ
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ลอยน้ำแนวตั้ง
เครดิตภาพ: SINN Power
นวัตกรรมการออกแบบแผงแนวตั้งและการผลิตไฟฟ้า
โรงไฟฟ้าแห่งนี้ จัดวางแผงโซลาร์เซลล์ในแนวตั้งตามทิศตะวันออก-ตะวันตก แทนการวางในแนวราบหรือเอียงเข้าหาทิศใต้แบบเดิม โดยแต่ละแถวของแผงจะถูกคั่นด้วยช่องว่างของผิวน้ำที่มีความกว้างอย่างน้อย 4 เมตร เพื่อให้แสงสะท้อนและอากาศไหลเวียนได้อย่างทั่วถึง
การจัดวางแผงในแนวตั้งช่วยให้การผลิตไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอตลอดทั้งวันและช่วยเพิ่มกำลังการผลิตในช่วงเช้าและช่วงเย็น ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ระบบโซลาร์เซลล์แบบทั่วไปมักจะผลิตไฟฟ้าได้น้อยลง ส่งผลให้กราฟการผลิตพลังงานมีความสมดุลและสอดคล้องกับความต้องการใช้งานมากขึ้น
จากการทดสอบในช่วงเริ่มต้นพบว่า โรงไฟฟ้าแห่งนี้สามารถลดการใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายส่วนกลางของเหมืองกรวดได้เกือบ 60% โดยทีมวิศวกรคาดการณ์ว่าเมื่อระบบการทำงานเข้าสู่สภาวะเสถียรจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานได้สูงถึง 70%
โครงสร้างของระบบ SKipp ถูกออกแบบมาให้มีความทนทานด้วยส่วนฐานที่คล้ายกระดูกงูเรือซึ่งจมลงไปใต้ผิวน้ำประมาณ 1.6 เมตร โครงสร้างนี้ช่วยยึดโมดูลให้มั่นคงและช่วยให้มีการเคลื่อนที่อย่างสมดุลภายใต้แรงลมรวมถึงระดับน้ำที่ผันผวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในลักษณะนี้ ไม่ส่งผลกระทบเชิงลบต่อระบบนิเวศของทะเลสาบ ในทางกลับกัน ระบบยังช่วยเพิ่มการแลกเปลี่ยนออกซิเจนในน้ำและอนุญาตให้แสงแดดส่องลงไปยังชั้นน้ำที่ลึกกว่าเดิมได้เมื่อเทียบกับระบบลอยน้ำแบบแผงแนวนอนทั่วไป
นอกจากนี้ยังมีการสังเกตพบว่า โครงสร้างลอยน้ำได้กลายเป็นที่อยู่อาศัยใหม่ของสิ่งมีชีวิตในน้ำ โดยมีนกน้ำเข้ามาสร้างรังบนส่วนที่ลอยอยู่และฝูงปลาเข้าไปอาศัยอยู่รอบ ๆ ส่วนฐานที่จมอยู่ใต้ดิน ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีโซลาร์ลอยน้ำแนวตั้งสามารถอยู่ร่วมกับระบบนิเวศทางน้ำได้อย่างยั่งยืน
เครดิตภาพ: SINN Power
ใช้พื้นที่อย่างคุ้มค่า
โรงไฟฟ้าที่ทะเลสาบไจส์ ใช้พื้นที่ผิวหน้าของน้ำเพียง 4.65% เท่านั้น ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับพื้นที่ทั้งหมด สัดส่วนนี้อยู่ภายใต้ขีดจำกัดที่กฎหมายทรัพยากรน้ำของรัฐบาลกลางเยอรมนี (WHG) กำหนดไว้ที่ไม่เกิน 15% ทำให้ยังเหลือพื้นที่ส่วนใหญ่เพื่อรักษาสมดุลธรรมชาติ
ก็อตต์ฟรีด ไจส์ ผู้อำนวยการของโรงงานหินกรวดและหินบดไจส์ กล่าวว่าโครงการนี้มีนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยมและติดตั้งได้ง่าย ซึ่งไม่ต้องใช้พื้นที่บนบกเลยและสามารถปรับตัวเข้ากับโรงงานผลิตที่ทำงานในช่วงกลางวันได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยเฉพาะในช่วงเดือนที่มีแดดจัด
นอกจากนี้ ไจส์ยังกล่าวเสริมด้วยว่าเขากำลังติดตามเรื่องการจัดเก็บและแปลงพลังงานอย่างใกล้ชิด และหวังว่าจะมีโซลูชันที่มีความประหยัดและใช้งานได้จริงออกมาในเร็ว ๆ นี้ เพื่อต่อยอดโครงการนี้ไปสู่ระบบพลังงานที่ครบวงจรมากขึ้น
สำหรับแผนงานในอนาคต SINN Power เตรียมขยายกำลังการผลิตในระยะที่สองเพิ่มอีก 1.7 เมกะวัตต์ โดยจะยังคงรักษาพื้นที่ครอบคลุมรวมให้ต่ำกว่า 10% ของพื้นที่ทะเลสาบ นอกจากนี้บริษัทยังมีแผนที่จะนำแนวคิดโซลาร์ลอยน้ำแนวตั้งนี้ไปใช้ในพื้นที่ทะเลเปิด ซึ่งได้มีการออกแบบให้ผ่านมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับการดำเนินงานทางทะเลแล้ว
ความสำเร็จของโครงการนี้เป็นต้นแบบสำคัญสำหรับพื้นที่ที่มีข้อจำกัดด้านที่ดิน สามารถเปลี่ยนบ่อขุดกรวดหรือแหล่งน้ำที่ไม่ได้ใช้งานให้กลายเป็นแหล่งผลิตพลังงาน การใช้พื้นที่ผิวน้ำช่วยลดการแย่งชิงพื้นที่สำหรับการเกษตรหรือที่อยู่อาศัย และหากนำไปติดตั้งร่วมกับฟาร์มกังหันลมในทะเล ก็จะช่วยเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานได้อย่างมหาศาลในระดับสากล
ที่มา: Balkan Green Energy News, Happy Eco News, Interesting Engineering, Offshore Energy
