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Wie das Anbringen schwimmender Sonnenkollektoren über Stauseen uns helfen könnte, den Klimawandel zu bekämpfen

Wird es sinken oder schwimmen?

Eine schwimmende Solaranlage auf einem Reservoir. Fotos / iStock

Solarenergie entwickelt sich weiter, um den Bedürfnissen unserer zunehmend klimatischen Zeiten gerecht zu werden.

Zwei Schlepper transportierten Anfang Mai eine enorme Anordnung von 12.000 Solarmodulen zu ihrem Liegeplatz am portugiesischen Alqueva-Stausee, so aktuellReuters Bericht. Das entspricht vier Fußballfeldern, und wenn es im Juli offiziell in Betrieb geht, wird es Europas größter schwimmender Solarpark sein.

Dies ist ein wirklich großes technisches Unterfangen, aber es und viele andere weltweit werfen die Frage auf: Wie können schwimmende Solarmodule uns helfen, den Klimawandel zu bekämpfen?

Schwimmende Solarpanel-Arrays können wertvolle Immobilien sparen

befindet sich auf der Alqueva-Stausee, der zur Erzeugung von Wasserkraft genutzt wird, tDer Solarpark wird 7,5 Gigawattstunden GWh Strom pro Jahr erzeugen und wird durch Lithiumbatterien ergänzt, die 2 GWh speichern können, um letztendlich genug Energie zu produzieren, um mehr als 30 Prozent des Strombedarfs von zwei Familien zu deckenNachbarstädte.

Die schimmernde schwimmende Insel, die auf Westeuropas größtem künstlichen See gebaut wurde, ist Teil von Portugals Bestreben, die Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen zu verringern und den Übergang zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen. Und das Land ist nicht das einzige Land, das auf Solarenergie und andere alternative Energiequellen umsteigt, wobei die Preise schnell steigen und die ganze Welt ihre Bemühungen zur Dekarbonisierung der Energie zu einem Zeitpunkt verstärkt, an dem Eindämmung der globalen Erwärmung ist „jetzt oder nie“.

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Neuere Untersuchungen legen nahe, dass die Installation schwimmende Solar-Photovoltaik-Anlagen an 10 Prozent der weltweiten Wasserkraftreservoirs könnte ungefähr ergeben 3,0 TW bis 7,6 TW 4.251 TWh bis 10.616 TWh Jahreserzeugung.

Die Stromversorgung mit Solarenergie kann jedoch schwierig sein, da Solarparks flächenintensiv sein können. Denken Sie zum Beispiel an Japan, das etwas kleiner ist als der Bundesstaat Kalifornien. Auch wenn die japanische Regierung sich beeilt, die Solarstromerzeugung zu erhöhen, um sie zu reduzierenAufgrund der Treibhausgasemissionen ist der Bau neuer großflächiger Solaranlagen begrenzt, und es wird in Zukunft noch schwieriger werden, weil es eine starke Konkurrenz um Flächen gibt, die auch für die Nahrungsmittelproduktion und den Erhalt der Biodiversität benötigt werden.

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Glücklicherweise muss Solarenergie nicht auf Land beschränkt sein, wie das Beispiel Portugal zeigt. Dies ist die Idee hinter schwimmender Photovoltaik, auch bekannt als schwimmende Solarenergie oder „Floatovoltaik“, bei der es sich um Photovoltaikmodule handelt, die auf schwimmenden Plattformen installiert sindGewässer mit ruhigen Oberflächenverhältnissen.

Wasserbasierte Solarenergie kann bis zu 15 % effizienter sein

Solaranlagen sind seit der Errichtung des ersten Solarkraftwerks in den 1960er Jahren zu einem alltäglichen Anblick in Wüsten und auf Dächern geworden. In den letzten zehn Jahren jedoch eine neue Generation von Solarparks ist aufgetaucht, wodurch sie auf große Wasserflächen gesetzt werden.

Befürworter argumentieren, dass die Platzierung von Solaranlagen auf Stauseen viele Vorteile bieten könnte. Die Anlagen sind einfach herkömmliche Solarmodule, die auf Schwimmern montiert und mit Festmacherleinen gesichert sind. Und schwimmende Solarparks bieten viele Vorteile: Erstens nehmen sie keinePlatz an Land, und für ihren Bau muss kein Land eingeebnet werden.Darüber hinaus können sie etwa 15 Prozent effizienter sein, weil das Wasser sie kühl hält.Sie ​​helfen auch, Verdunstung zu verhindern, wodurch mehr Wasser für Strom gespart wird, insbesondere wenn sie in der Nähe von Wasserkraftwerken gebaut werdenDämme.

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Strom und Wasser passen bekanntermaßen nicht gut zusammen, aber neuere Studien haben gezeigt, dass die Technologie mehr Strom produziert als Solaranlagen auf dem Dach oder am Boden, laut Weforum.org. Dies liegt an der kühlenden Wirkung des Wassers unter den Modulen, die wir bereits erwähnt haben. Aufgrund der kühlenden Wirkung des Wassers halten die Paneele bei hohen Temperaturen im Laufe der Zeit eine höhere Effizienz aufrecht.

Schwimmende Solaranlagen können einen erheblichen Kühleffekt auslösen

Darüber hinaus machen schwimmende Sonnenkollektoren Land frei, das für eine Vielzahl von zusätzlichen Umwelt-, Wohn- oder kommerziellen Zwecken genutzt werden kann, während Wasser für Wasserkraft, Trinkwasser und Bewässerung zurückgehalten wird.

Um noch einen Schritt weiter zu gehen, könnten schwimmende Sonnenkollektoren mit Pumpspeicherwasserkraft kombiniert werden, um die doppelten Probleme der Stromerzeugung anzugehen.wenn das Sonnenlicht knapp ist und als potenzielle Energie in Stauseen zu speichern, wenn die Solarstromerzeugung hoch ist.

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Und sie können auch die CO2-Intensität, also die Emissionen pro erzeugter Energieeinheit, des Wasserkraftbetriebs reduzieren, gemäß aNatur Bericht. Während viele Wasserkraftwerke so kohlenstoffarm sind wie andere erneuerbare Energien, heißt es in dem Bericht, dass das Treibhausgas Methan aus zerfallenden untergetauchten Pflanzenmaterialien freigesetzt wird, dass sie die gleiche Menge an Kohlenstoff pro Energieeinheit emittieren können wie Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen.Bei einigen dieser Standorte könnte die Installation von Sonnenkollektoren auf nur 2 Prozent der Oberfläche des Stausees die Energieerzeugung vervierfachen und die Kohlenstoffintensität halbieren.

Es gibt auch Hinweise darauf, dass schwimmende Solarmodule zur Reduzierung der globalen Erwärmung beitragen könnten. Je nach Design der Module Die Verringerung der Menge an Sonnenlicht, die das Wasser erreicht, kann einen großen Kühleffekt haben.

Was sind die Nachteile von schwimmenden Solaranlagen?

Es gibt jedoch auch einige Nachteile im schwimmenden Solarbereich. Schätzungen gehen beispielsweise davon aus, dass schwimmende Solarparks sind etwa 10 bis 15 Prozent teurer als landgestützte Panels, wegen die zusätzlichen Kosten für die Herstellung der Schwimmer. Obwohl Kosten für Betrieb und Wartung sind ähnlich.

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Technische Schwierigkeiten können auch die Entwicklungskosten erhöhen, da Vogelkot und mikrobielles Wachstum das Potenzial haben, die Solarleistung zu beeinträchtigen. Häufige Reinigung kann erforderlich sein, was einen einfachen und sicheren Zugang zu den Modulen erfordert.

Darüber hinaus kann nicht jeder diese Technologie nutzen. Während große schwimmende Solaranlagen auf der ganzen Welt zu finden sind, werden sie hauptsächlich verwendet, um weitläufige Städte, Unternehmen oder Versorgungsunternehmen mit Strom zu versorgen.

Und es gibt auch eine Frage, die wir uns stellen müssen: Würde das Anlegen der kostbaren Süßwasserreserven der Welt mit schwimmenden Solarfarmen zur Dekarbonisierung von Energie Druck auf die bereits fragilen Ökosysteme ausüben?

Immerhin die StromschnelleEinführung einer neuen Technologie kann unvorhergesehene Auswirkungen haben – denken Sie zum Beispiel an Windturbinen. Ihr Schaden für Vögel und Fledermäuse ist gut dokumentiert. Darüber hinaus endet es nicht dort, da die Installation von Offshore-Windturbinen Lärmbelästigung verursachen, die Walwanderung stören undProbleme für die kommerzielle Fischerei verursachen.

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Zu beachten ist auch, dass der Zusammenhang zwischen der Entwicklung der Floatvoltaik und umwelt-, gesellschafts- und wirtschaftspolitischen Zielen zum jetzigen Zeitpunkt noch weitgehend unerforscht ist.

Heutzutage konzentrieren sich die meisten Forschungsbemühungen mehr auf die Machbarkeit der Technik der Floovoltaik als auf die Ökologie, die sie angeblich verbessern soll, was in Zukunft ein abschreckender Faktor sein könnte. Wenn wir uns keine umfassendere Sicht auf dieAuswirkungen der Floovoltaik, könnte die Technologie von der Öffentlichkeit bestenfalls lauwarm aufgenommen werden, was das Umweltverträglichkeitsgenehmigungsverfahren verzögern und sogar private Investitionen abschrecken könnte, und möglicherweise auch den Übergang zur Dekarbonisierung behindern könnte.

Eine weitere Sorge ist, dass die Paneele von Hunderten von schwimmenden Modulen aus neuem Kunststoff getragen werden. Dies könnte durch gemildert werden. Platzieren der Paneele auf Tausenden von recyceltem Kunststoff und Korkschwimmer. Amorim, ein korkverarbeitendes Unternehmen, das Korkverbundwerkstoffe als thermische Isolierung für NASA-Raumfähren eingesetzt hat, hat das Verbundmaterial erfunden. Es hat die CO2-Bilanz von Farmen in Alqueva um 30 Prozent verringert.

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Weitere Forschung zur schwimmenden Solarenergie ist erforderlich

Da Floatvoltaik ein vielversprechendes Konzept ist, nehmen ihre Installationen und Investitionen zu. Es bleiben jedoch viele ungelöste Unsicherheiten in Bezug auf die Umweltauswirkungen der Technologie, zusätzlich zu ihren sozialen, technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen. Wissenslücken müssen geschlossen werdenum eine gesunde Implementierung zu gewährleisten, ohne zu viel Nutzen zu versprechen oder die Einführung durch unvorhergesehene Hindernisse zu verzögern.

Angesichts der Vereinigten Staaten hat gerade mit dem Bau begonnen des größten schwimmenden Solarparks des Landes in New Jersey, könnte ein besseres Verständnis der Auswirkungen schwimmender Solarmodule und einer nachhaltigeren Alternative zu Schwimmern aus Neukunststoff nicht früher kommen. Die Zeit wird zeigen, wie diese inspirierenden und immer beliebter werdenden Alternativen zuherkömmlicher Solarstromtarif, auf lange Sicht.

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