Швейцария устанавливает в Альпах плавающую солнечную электростанцию с 1 400 плавающими двусторонними солнечными панелями, которая сможет производить 22 000 000 кВт·ч энергии.

Солнечная энергетика нашла в Швейцарии необычное место применения. На водохранилище Лак-де-Тул, расположенном на высоте 1 810 метров в Бур-Сен-Пьер, с декабря 2019 года работает плавающая фотовольтаическая станция, считающаяся первой своего рода в альпийской местности.

Этот проект, разработанный компанией Romande Energie при поддержке специализированных фирм, направлен на демонстрацию того, что водохранилища на больших высотах также могут стать источниками для производства возобновляемой электроэнергии.

Двусторонние панели для использования излучения Альп

На демонстрационной установке имеется около 2.240 квадратных метров фотовольтаической площади и 1.400 двусторонних солнечных панелей, расположенных на 35 плавающих конструкциях. Установленная мощность составляет 448 кВтп.

В отличие от обычных солнечных электростанций, эти платформы спроектированы таким образом, чтобы вертикально перемещаться вместе с изменениями уровня водохранилища, и могут опираться на дно, когда уровень воды существенно падает.

Одним из ключевых аспектов проекта является использование двусторонних фотовольтаических модулей, способных генерировать электроэнергию как с передней, так и с задней стороны. Благодаря этой технологии удается использовать не только прямое солнечное излучение, но и часть света, отраженного окружающей средой.

Высокое расположение также предоставляет определенные преимущества для фотовольтаической генерации. Более высокая интенсивность ультрафиолетового излучения, более низкие температуры и альбедо снега могут способствовать повышению эффективности модулей. Исследования, проведенные перед вводом в эксплуатацию, указывали на возможность производства энергии на 50 % выше, чем у аналогичных установок в низинных районах.

Однако результаты, полученные в первые годы работы, оказались более умеренными. Компания Romande Energie зафиксировала среднее производство около 1.400 кВт·ч на каждый установленный кВтп, тогда как изначально ожидалось 1.800 кВт·ч/кВтп.

Это соответствует примерному улучшению на 30 % по сравнению с традиционной установкой на ровной местности, но все же остается ниже самых оптимистичных прогнозов.

Основная сложность заключается не в поглощении солнечного излучения, а в обеспечении непрерывной работы установки в одной из самых сложных для фотовольтаической инфраструктуры сред.

Уровень озера Лак-де-Тул может меняться примерно на 15 метров в течение годового цикла работы плотины. Плавучая конструкция должна адаптироваться к этим изменениям, и в определенные периоды она остается на дне. Кроме того, станция подвергается температурам до -25 ºC, сильным снегопадам, льду и ветрам со скоростью до 120 км/ч.

Опыт эксплуатации также выявил некоторые ограничения. Накопление снега и ледяных пластов приводило к нескольким дням выхода из строя и повредило примерно десяток панелей.

Влияние гор на освещенность и тени между модулями также привело к снижению производительности по сравнению с первоначальными оценками. В проект были внесены изменения с целью устранения этих проблем, включая решения, направленные на ограничение образования снежных заносов.

Цели компании Romande Energie не ограничиваются текущим демонстрационным проектом. Накопленный опыт предназначен служить основой для создания плавающей фотовольтаической установки гораздо большей мощности.

Проект расширения предусматривает использование чуть более трети площади водохранилища Lac des Toules и достижение годового объема производства электроэнергии в 22 миллиона кВт·ч, что достаточно для обеспечения среднего потребления более 6 200 домохозяйств. Первоначальные прогнозы указывали на мощность расширенной установки около 12 МВтп, по сравнению с 448 кВтп у демонстрационной установки.

Значимость этого проекта выходит за рамки Швейцарии. Искусственные водохранилища могут стать альтернативой для размещения фотовольтаических установок без необходимости занимать большие площади сельскохозяйственных или природных территорий. Кроме того, в случае установок, связанных с гидроэлектростанциями, можно использовать уже существующую электроснабжающую и транспортную инфраструктуру.

Лак-де-Тулы призван показать потенциал плавающих солнечных электростанций в высокогорье, а также помочь преодолеть свои собственные трудности. Снег, лед, изменения уровня воды и тени гор заставляют разрабатывать специальные конструкции и системы крепления.

Основная ценность этой установки заключается не только в производимой ею электроэнергии. Её функция — показать, в какой степени сочетание фотовольтаической солнечной энергетики и гидроэлектрической инфраструктуры может функционировать в экстремальных горных условиях, а также обеспечить техническую основу для будущих плавающих солнечных парков в горных водохранилищах.