Cấu trúc nổi mới cho tấm quang năng ngoài khơi, từ Malta
Các cấu trúc nổi mới có thể được làm bằng bê tông nhẹ, bê tông cốt thép hoặc các vật liệu tương tự, và được khẳng định là có thể chịu được sóng cao 6m. Chúng có thể được sử dụng với các mô-đun quang điện tiêu chuẩn hiện có trên thị trường.
Nhóm nghiên cứu Maltese đang nhắm mục tiêu thiết kế cấu trúc để hoạt động với độ sâu trên 50 mét của biển.
Hình ảnh: Viện Năng lượng bền vững
Các nhà khoa học tại Viện Năng lượng Bền vững của Malta đã phát triển các cấu trúc nổi cho các nhà máy năng lượng mặt trời ngoài khơi được khẳng định là đủ mạnh để chống chọi với thời tiết trung tâm Địa Trung Hải và đủ rẻ để cạnh tranh với các công viên năng lượng mặt trời trên mặt đất ở các đảo nhỏ hoặc các thành phố lớn ven biển.
Giáo sư Luciano Mule'Stagno nói với tạp chí pv: “Chúng tôi chuyển sang PV ngoài khơi vì cần thiết. “Ở Malta, chúng tôi đã có hơn 180 MW công suất PV được lắp đặt và không có quá nhiều bề mặt cho các dự án PV gắn trên mặt đất và PV nổi trên bờ không phải là một lựa chọn, vì không có hồ chứa nước hoặc hồ phù hợp.”
Nghiên cứu về PV ngoài khơi bắt đầu vào năm 2013 và nguyên mẫu đầu tiên của cấu trúc nổi, được gọi là Solaqua 1, được phát triển vào năm 2014. “Nhưng nó đã trải qua rất nhiều thay đổi kể từ đó, vì chúng tôi cần phải điều chỉnh nó cho phù hợp với mô hình hóa đã thực hiện và phân tích chi phí, ”Ông giải thích thêm, lưu ý rằng chi phí đất hiện đang là rào cản lớn đối với việc triển khai các công viên năng lượng mặt trời ở Malta và rằng một giải pháp thay thế cạnh tranh chỉ có thể được tìm thấy ở các vùng biển xa bờ.
Nguyên mẫu
Phiên bản mới nhất của cấu trúc nổi, được gọi là Solaqua 2.1, có cấu hình mô-đun và sẽ được làm bằng bê tông nhẹ hoặc các vật liệu tương tự. “Chúng tôi đã thiết lập, dựa trên mô hình, rằng lớn hơn sẽ tốt hơn, cả về chi phí và độ tin cậy,” Mule'Stagno tuyên bố, và nói thêm rằng mỗi cấu trúc phải cung cấp đủ bề mặt để lắp đặt từ 40 đến 50m2. Các mô-đun sẽ được gắn với nhau bằng dây thừng hoặc dây xích và sẽ không tạo thành một cấu trúc cứng nhắc.
Với công nghệ này, hiện đang được cấp bằng sáng chế, các mô-đun năng lượng mặt trời nằm trên mực nước. “Để giảm thiểu chi phí, chúng tôi hình dung các mô-đun sẽ được xây dựng bằng bê tông cốt thép nhẹ, hoặc cuối cùng là các phần tử vật liệu tái chế,” giáo sư nhấn mạnh và cho biết thêm rằng cấu trúc cũng có thể được sử dụng với các mô-đun tiêu chuẩn hiện có trên thị trường. Ông nói thêm: “Chúng tôi cũng đã phát triển một phương pháp làm mát sáng tạo bằng cách sử dụng nguồn cung cấp nước biển dồi dào. “Phương pháp này cũng đang được cấp bằng sáng chế và sẽ được sử dụng trên hệ thống Solaqua, nhưng cũng sẽ được áp dụng trên các hệ thống trên đất liền.”
Cấu trúc này được cho là có thể chịu được sóng cao đến 6m, và một nguyên mẫu nhỏ tỷ lệ 1: 25 đã trải qua thành công các cuộc thử nghiệm sóng đầu tiên trong bể sóng sâu 2m. “Chúng tôi đã thử nghiệm nguyên mẫu tại các xưởng phim của Ủy ban Điện ảnh Malta, nơi có máy tạo sóng,” Mule'Stagno giải thích. “Nhưng chúng không được hiệu chuẩn nên nhiệm vụ đầu tiên của chúng tôi là hiệu chỉnh các máy tạo sóng, sau đó là thử nghiệm.”
Thử nghiệm đã diễn ra tại Malta Film Studios.
Hình ảnh: Viện Năng lượng bền vững
Với phiên bản đầu tiên của nguyên mẫu, được gọi là Solaqua 1, nhóm nghiên cứu muốn chứng minh rằng một cấu trúc neo đậu thực sự có thể tồn tại ngoài biển khơi và nó mô phỏng hình dạng và kích thước nào sẽ hoạt động tốt nhất trong các làn sóng trung tâm Địa Trung Hải. “Chúng tôi đã thử nghiệm một số khái niệm - từ một cấu trúc thép đến một chiếc bè bằng polystyrene phủ,” Mule'Stagno nói. "Các hệ thống tồn tại trong nước trong ba năm mà không có vấn đề gì trước khi chúng được gỡ bỏ."
Một nguyên mẫu lớn hơn
Nhà khoa học người Malta đang nhắm mục tiêu thiết kế cấu trúc hoạt động ở độ sâu biển trên 50 mét, càng gần bờ càng tốt để giảm thiểu chi phí của dây cáp. Độ sâu này cũng được coi là lý tưởng vì hệ thống PV có thể chỉ có tác động hạn chế đến hệ sinh thái bên dưới các tấm.
Các nhà khoa học Malta đang có kế hoạch triển khai nguyên mẫu đầu tiên ở vùng biển xa bờ vào năm 2023. “Nó phải được đặt ở nơi có điều kiện môi trường giống như biển Địa Trung Hải,” Mule'Stagno nói. Hệ thống dự kiến sẽ có công suất tối đa là 150 kW và sử dụng các mô-đun và bộ biến tần PV tiêu chuẩn.
Sự phát triển của hệ thống ban đầu được tài trợ bởi Hội đồng Khoa học và Công nghệ Malta, sau đó là sự tài trợ từ Giải thưởng Hạt giống Hàng hải và cơ quan quản lý năng lượng Malta thông qua Ủy ban Nghiên cứu của Đại học Malta. “Vì vậy, đây là một dự án được tài trợ hoàn toàn bằng tiếng Malta,” Mule'Stagno nói thêm. “Các cuộc thảo luận đang được tiến hành để phát triển thử nghiệm biển mở quy mô đầy đủ, Solaqua 3, mà chúng tôi hy vọng sẽ khởi động vào năm tới.”
Theo ông, các mô-đun khác nhau sẽ được thử nghiệm trong tương lai và một số mô-đun tiêu chuẩn đã được thử nghiệm thành công. “Chúng tôi hiện đang đàm phán với một số đơn vị về việc tài trợ và cuối cùng là việc khai thác công nghệ này ở Malta và các nơi khác,” giáo sư kết luận. “Tuy nhiên, chúng tôi sẵn sàng hợp tác với bất kỳ đối tác nào có thể tạo ra công nghệ này
