Fotovoltaïsche waterproductie, ook wel drijvende fotovoltaïsche energie genoemd, is een nieuw type fotovoltaïsche energieopwekkingsmethode. Het belangrijkste kenmerk is de bouw van een fotovoltaïsche energiecentrale op het wateroppervlak. Het volgende is een gedetailleerde inleiding tot fotovoltaïsche watervoorziening:
Werkend principe:
Fotovoltaïsche panelen worden ondergedompeld in water en gebruiken zonne-energie om lichtenergie om te zetten in elektrische energie.
Wanneer licht op de fotovoltaïsche cel schijnt, wordt de lichtenergie door de fotovoltaïsche cel geabsorbeerd en door het fotovoltaïsche effect omgezet in gelijkstroom.
Het fotovoltaïsche effect verwijst naar het fenomeen dat de interactie tussen fotonen en halfgeleidermaterialen in fotovoltaïsche cellen elektronen-gatparen produceert, waardoor stroom wordt gegenereerd.
Voordelen:
Land besparen: Het is gebouwd op het wateroppervlak, neemt geen landbronnen in beslag en kan de kosten voor landaankoop verlagen.
Verhoog de energieopwekking: Water heeft een koelend effect op fotovoltaïsche modules, waardoor de stijging van de oppervlaktetemperatuur van de modules kan worden onderdrukt, waardoor de energieopwekking toeneemt. Volgens de experimentele vergelijkende analyse van grootschalige fotovoltaïsche waterkrachtcentrales in de prefectuur Hyogo, Japan, nam de energieopwekking van de panelen bijvoorbeeld met ongeveer 14% toe als gevolg van het koelende effect van het wateroppervlak.
Verminder de verdamping en de reproductie van algen: in theorie kan het de verdamping van het wateroppervlak verminderen, de reproductie van algen in het water onderdrukken en bevorderlijk zijn voor de bescherming van de watervoorraden.
Handige bediening en onderhoud: de fotovoltaïsche krachtcentrale is in het water gebouwd, wat de vervuiling door stof op de componenten kan verminderen en het reinigen van de componenten kan vergemakkelijken.
Toeristische voordelen: De fotovoltaïsche componenten zijn netjes gerangschikt op het wateroppervlak, wat kan worden gebruikt als een karakteristieke attractie om toeristische voordelen te bieden.
Toepassingsscenario's:
Combinatie van landbouw en visserij: Het opzetten van drijvende fotovoltaïsche watersystemen in de wateren nabij landbouwgronden en visvijvers kan de gecoördineerde ontwikkeling van landbouw en visserij bewerkstelligen.
Reservoirs en waterkrachtcentrales: Door het opzetten van fotovoltaïsche systemen met drijvend water in de stroomafwaartse wateren van reservoirs en waterkrachtcentrales kan worden geprofiteerd van de dubbele energievoordelen van zonne-energie en water.
Stedelijk landschap: Het opzetten van drijvende fotovoltaïsche watersystemen in stedelijke rivieren, meren en andere wateren kan de stedelijke omgeving verbeteren en nieuwe landschappen voor de stad opleveren.
Uitdagingen en nadelen:
Hoge eisen aan drijvende apparatuur: Drijvende waterfotovoltaïsche zonne-energie vereist drijvende apparatuur om fotovoltaïsche panelen te ondersteunen, en de prestatie-eisen voor drijvende apparatuur zijn hoog.
Hoge vereisten voor locatieselectie: De locatie van het fotovoltaïsche energieveld met drijvend water moet worden geselecteerd in een watergebied met een groot oppervlak, goede lichtomstandigheden en goede ontwikkelingsomstandigheden.
Er zijn veel onzekere factoren: harde wind, waterstanden, ijs en andere factoren hebben er een grote invloed op. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om te monitoren of de fotovoltaïsche componenten nadelige effecten hebben op de waterkwaliteit en op waterorganismen.
Samenvattend kan worden gezegd dat fotovoltaïsche waterenergie als nieuw type fotovoltaïsche energieopwekking aanzienlijke voordelen en brede toepassingsmogelijkheden heeft, maar ook met enkele uitdagingen en nadelen wordt geconfronteerd. Met de vooruitgang van de technologie en de verlaging van de kosten zal de inzet en toepassing ervan uitgebreider worden.