Швейцарія встановлює у Альпах плаваючу сонячну електростанцію з 1.400 плаваючими біфасними панелями, яка зможе виробляти 22.000.000 кВт·год.

Сонячна енергія знайшла у Швейцарії досить незвичне місце розташування. У водосховищі Lac des Toules, розташованому на висоті 1.810 метрів у Бур-Сен-П’єр, з грудня 2019 року працює плавуча фотовольтаїчна станція, яку вважають першою у своєму роді в альпійському середовищі.

Цей проект, розроблений компанією Romande Energie за підтримки спеціалізованих фірм, має на меті довести, що високогірні водосховища також можуть стати потужними джерелами для виробництва відновлюваної електроенергії.

Біфасні панелі для ефективного використання випромінювання Альп

Демонстраційна установка має площу фотовольтаїчних елементів близько 2.240 квадратних метрів та 1.400 біфасних сонячних панелей, розміщених на 35 плаваючих конструкціях. Її встановлена потужність становить 448 кВтп.

На відміну від звичайної сонячної електростанції, ці платформи розроблені для вертикального переміщення в залежності від змін рівня водойми та можуть опускатися на дно, коли рівень води суттєво знижується.

Однією з ключових особливостей проекту є використання біфасних фотовольтаїчних модулів, здатних генерувати електроенергію як з передньої, так і з задньої сторони. Ця технологія дозволяє використовувати не лише пряме сонячне випромінювання, а й частину світла, відбитого від навколишнього середовища.

Висотне розташування також має певні переваги для фотовольтаїчної генерації. Більша кількість ультрафіолетового випромінювання, нижчі температури та альбедо снігу можуть покращити продуктивність модулів. Дослідження, проведені перед введенням у експлуатацію, навіть свідчили про можливість отримання енергії на 50 % більше, ніж у аналогічних установках у низинних районах.

Однак результати, отримані протягом перших років роботи, були більш помірними. Romande Energie зафіксувала середню продуктивність близько 1.400 кВт·год на 1 кВтп встановленої потужності, порівняно з 1.800 кВт·год/кВтп, які спочатку оцінювалися.

Це означає приблизне покращення на 30 % порівняно з традиційною установкою на рівнині, але цей показник залишається нижчим за найоптимістичніші прогнози.

Основною проблемою є не отримання сонячного випромінювання, а забезпечення продовжуваної роботи об’єкта в одному з найскладніших для фотовольтаїчної інфраструктури середовищ.

Рівень озера Lac des Toules може змінюватися приблизно на 15 метрів протягом річного циклу функціонування водосховища. Плавуча конструкція мусить пристосовуватися до цих змін, і в певні періоди залишається на дні. Крім того, станція піддається температурам до -25 ºC, сильним снігопадам, льоду та вітрам, швидкість яких може досягати 120 км/год.

Досвід також виявив певні обмеження. Накопичення снігу та крижаних пластів призвели до кількох днів недоступності та пошкодження близько десяти панелей.

Вплив гір на освітлення та тіні між модулями також зменшив виробництво порівняно з початковими оцінками. У проекті були внесені зміни для спроби усунення цих проблем, серед яких рішення, спрямовані на обмеження утворення снігових заметів.

Мета Romande Energie не обмежується поточним демонстраційним проектом. Накопичений досвід має стати основою для будівництва плаваючої фотовольтаїчної електростанції значно більшої потужності.

Проєкт розширення передбачає використання трохи більше третини площі водосховища Lac des Toules та досягнення річного обсягу виробництва понад 22 мільйони кВт·год, що достатньо для забезпечення середнього споживання понад 6 200 домогосподарств. Початкові прогнози передбачали потужність розширення близько 12 МВт·п, на відміну від 448 кВт·п у демонстраційній установці.

Інтерес до цього проєкту виходить за межі Швейцарії. Штучні водосховища можуть стати альтернативою для встановлення фотовольтаїчних установок без необхідності займати великі площі сільськогосподарських чи природних територій. Крім того, у випадку установок, пов’язаних із гідроелектростанціями, можна скористатися вже існуючою електроенергетичною та транспортною інфраструктурою.

Лак де Тулес прагне продемонструвати потенціал плаваючих сонячних електростанцій у високогір’ї, а також допомогти подолати власні виклики. Сніг, лід, зміни рівня води та тіні гір змушують створювати спеціальні конструкції та системи кріплення.

Основна цінність цього об’єкта полягає не лише у електроенергії, яку він генерує. Його функція — показати, наскільки поєднання фотовольтаїчної сонячної енергії та гідроелектроенергетичної інфраструктури може функціонувати в екстремальних альпійських умовах, та створити технічну основу для майбутніх плаваючих сонячних електростанцій у гірських водосховищах.