طرح احداث نیروگاه خورشیدی شناور
- 29 بهمن 1399
- 0
- بازدیدها: 1,455
- دسته بندی:
طرح احداث نیروگاه خورشیدی شناور
انرژی خورشیدی فتوولتاییک به‌عنوان یک منبع پاک، سبز و تجدیدپذیر انرژی یک ستون اصلی در مبارزه با تغییر اقلیم است. پنل‌های خورشیدی خواه روی سقف نصب شده باشند، خواه در نیروگاههای مقیاس بزرگ، تبدیل به یک نمای رایج برای انسان‌ها شده است. اما پنل‌های خورشیدی فتوولتاییک الزاما نباید روی زمین نصب شوند. این پنل‌ها می‌توانند روی پلتفرمی نصب‌شوند که روی سطح آب سدها، دریاچه‌ها و در برخی شرایط دریاها و اقیانوس‌ها، شناور باشد.
قابل تعجب نیست که نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک شناور (Floating solar photovoltaic-FPV) با چالش‌ها و هزینه‌های بیش‌تری نسبت‌به نصب در خشکی مواجه هستند. بااین‌حال، این دسته از نیروگاههای خورشیدی با سرعت چشمگیری در حال رشد و توسعه هستند؛ به‌طوری‌که ظرفیت آن‌ها از ۷۰ مگاوات در سال ۲۰۱۵ به ۱۳۰۰ مگاوات در سال ۲۰۱۸ رسیده است.
تا ماه می سال ۲۰۲۰ میلادی، بیش از ۳۰۰ نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک شناور در جهان در حال تولید برق بوده است. موسسه مطالعاتی معتبر وود مکنزی پیش‌بینی کرده است که تقاضا برای احداث نیروگاههای خورشیدی شناور به‌طور سالانه ۲۲ درصد از سال ۲۰۱۹ تا سال ۲۰۲۴ افزایش خواهد یافت.
مزایای نیروگاههای خورشیدی شناور
مزیت قابل‌توجه نیروگاههای خورشیدی شناور روی سدها و دریاچه‌ها، عدم استفاده از فضای زمین است که می‌توان از این فضای خالی برای دیگر کاربری‌ها همچون کشاورزی و یا ساخت‌وساز بهره‌گرفت.
مزیت دیگر این نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک، اثر سرمایشی آب است که می‌تواند عملکرد پنل خورشیدی را ۵ تا ۱۰ درصد بهبود بخشد. در طی گذر زمان، این امر باعث کاهش چشمگیر هزینه تولید برق خورشیدی می‌شود. دیگر مزایای بالقوه، کاهش اثر سایه‌اندازی، کاهش فعالیت‌های عمرانی، کاهش تبخیر آب، بهبود کیفیت آب و کاهش رشد جلبک‌ها، خواهد بود.
پتانسیل رشد و توسعه نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک شناور در آینده، بسیار قابل‌توجه است. تنها مساحت سدهای نیروگاههای برق‌آبی در سراسر جهان به بیش از ۲۵۰ هزار کیلومتر مربع می‌رسد که برای احداث نیروگاه خورشیدی شناور به‌ظرفیت ۲/۵ برابر برق تولیدی به‌وسیله نیروگاههای برق‌آبی موجود در جهان، کافی است. ترکیب نیروگاههای خورشیدی شناور با نیروگاههای برق‌آبی می‌تواند مزایا و نتایج امیدوارکننده‌ای را به‌همراه داشته باشد.
در کشور پرتغال، یک نیروگاه خورشیدی با ۸۴۰ پنل فتوولتاییک و ظرفیت ۲۲۰ کیلووات روی سد نیروگاه برق‌آبی احداث شده است. برق تولیدشده اضافه توسط نیروگاه خورشیدی شناور، می‌تواند توان خروجی نیروگاه برق‌آبی را هموار کند.
چالش‌های نیروگاههای خورشیدی شناور
باتوجه به مزایای ذکرشده، آیا همواره احداث نیروگاههای خورشیدی شناور معنا دارد؟ علیرغم پتانسیل موجود، درحال‌حاضر، نیروگاههای خورشیدی شناور تنها ۰/۵ درصد از کل نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک احداث‌شده در جهان را به‌خود اختصاص داده‌اند. مزایای ذکرشده درباره این نیروگاه‌ها باید در مقابل ۲۰ تا ۲۵ درصد افزایش هزینه که اغلب به‌دلیل سازه شناور و سیستم‌های لنگراندازی و مهارگاه و همچنین تاحدودی هزینه مربوط به توسعه فناوری است، برتری پیدا کند.
باتوجه به میزان تغییر سطح آب، نوع بستر، عمق آب و همچنین شرایط سخت آب‌وهوایی ازقبیل وزش بادهای سنگین و امواج بلند، سیستم‌های خورشیدی شناور با چالش‌های ویژه‌ای مربوط به لنگراندازی و مهارگاه روبه‌رو هستند. ازین‌رو، هزینه‌های مهندسی و ساخت نیروگاههای خورشیدی شناور به‌طور معمول بیش‌از نیروگاههای خورشیدی احداث‌شده در خشکی است. علاوه‌براین، برخی ملاحظه‌های ایمنی نیز باید در نظر گرفته شود. از آن‌جایی‌که سیستم‌های خورشیدی شناور با آب و الکتریسیته در ارتباط هستند، ملاحظه‌های ایمنی بیش‌تری مربوط به مدیریت کابل‌کشی و تست عایق‌کاری باید صورت گیرد.
نیروگاههای خورشیدی شناور روی آب دارای قطعه‌های متحرکی نیز هستند، لذا، همواره تحت اصطکاک و تنش‌های مکانیکی قراردارند. سیستم‌هایی که دارای طراحی و نگهداری ضعیف هستند ممکن است دچار آسیب‌های جدی شوند.
به‌دلیل وجود رطوبت زیاد، نیروگاههای خورشیدی شناور در معرض ریسک خوردگی نیز قرار دارند؛ بنابراین، درنظرگرفتن استاندارهای کیفی مناسب برای انتخاب تجهیزات نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک شناور که قادر باشند به‌مدت ۲۵ سال عملکرد نیروگاه را در شرایط سخت محیطی، تضمین کنند، ضروری و حیاتی است.
انتخاب محل مناسب برای احداث نیروگاههای خورشیدی شناور نیز ملاحظه مهم دیگر است. توسعه نیروگاههای خورشیدی شناور نیازمند به شناخت کامل از توپوگرافی بستر آب و میزان مناسب‌بودن آن برای لنگرهای شناور دارد. لنگر انداختن برای دفع بارهای ایجادشده ناشی از باد و امواج جهت به‌حداقل رساندن حرکت و جابه‌جایی نیروگاه شناور، صورت می‌گیرد. مطالعه‌های فنی گسترده‌ای باید انجام شود تا به تعیین محل مناسب برای احداث نیروگاههای خورشیدی شناور و طراحی سیستم لنگراندازی آن و در مجموع امکان‌سنجی فنی و قابلیت اقتصادی‌بودن پروژه، دست پیدا کرد.
وضعیت امروز مارکت نیروگاههای خورشیدی شناور
نیروگاههای خورشیدی شناور به‌تازگی در حال توسعه هستند. اولین نصب این دسته از نیروگاههای خورشیدی در سال ۲۰۱۷ در کشور ژاپن صورت گرفته است (با ظرفیت نامی کمتر از ۵ مگاوات). کشورهای کره جنوبی و آمریکا نیز نیروگاههای خورشیدی شناور با ظرفیت ۸۰ و ۱۲ مگاوات احداث کرده‌اند.در حال‌حاضر کشور چین سه چهارم ظرفیت منصوبه جهان را در اختیار دارد. حدود ۲۰ کشور جهان نیز در مجموع ۴۰ مگاوات نیروگاه خورشیدی شناور احداث کرده‌اند.
ایران کشوری مستعد برای احداث نیروگاه خورشیدی شناور
در کنار همه مزایای فوق، نیروگاههای شناور خورشیدی مزیتی استراتژیک برای ایران دارند. اگر کشورهایی مثل چین برای تولید انرژی پاک یا انگلستان به دلیل کمبود زمین به استفاده از نیروگاههای شناور خورشیدی روی آورده‌اند، چنین نیروگاه‌هایی راهکاری مفید برای بخشی از مشکلات بحران آب هستند.
ایران یکی از بیشترین پرتوهای خورشیدی را در جهان دریافت می‌کند؛ ۲۲۰۰ کیلووات ساعت در مترمربع در سال. چنین منطقه جغرافیایی که معمولا ۳۰۰ روز کاملا آفتابی در طول سال دارد؛ کشور را با چالش عمده تبخیر آب مواجه می‌کند اما ایران را به یکی از مستعدترین و با صرفه‌ترین مناطق دنیا هم برای به کار بردن انرژی خورشیدی تبدیل کرده است.
اگرچه در ایران برخلاف بسیاری از کشورها مانند ژاپن و انگلستان زمین کافی برای نیروگاههای خورشیدی وجود دارد اما اگر این نیروگاههای خورشید روی سطح مخازن باز آب نصب شوند، نه تنها میزان قابل‌توجهی انرژی پاک تولید و از تولید گازهای گلخانه‌ای جلوگیری می‌شود؛ بلکه جلوی تبخیر مقادیر متنابهی آب گرفته شده و حداقل بخشی از تهدید، به فرصت تبدیل خواهد شد.
مطالعات نشان می‌دهند که نیروگاههای شناور خورشیدی -چه در مقیاس نسبتا کوچک در ژاپن چه در مقیاس صنعتی در انگلستان و چین- تبخیر از سطوحی که شناورسازها و صفحات خورشیدی پوشانده تا حدود ۸۰ درصد کاهش می یابد.
علاوه بر این، گرمای هوا بخصوص در فصل تابستان باعث افت کارآیی تمام نیروگاههای خورشیدی می‌شود اما این نیروگاه‌ها به علت وجود آب و اثر خنک کنندگی آن با این مشکل مواجه نیستند یا بسیار کمتر مواجهند.
در مورد ایران اثر خنک کنندگی آب بر افزایش بهره‌وری نیروگاههای خورشیدی شناور -در مقایسه با نیروگاههای خورشیدی معمولی- نزدیک به بیست درصد تخمین زده می‌شود.
در کنار همه این مسائل بخش بزرگی از ایران با معضل گرد و غبار مواجه است. قرار گرفتن نیروگاههای شناور خورشیدی بر بستری از آب، همچون دریاچه پشت سدها نه تنها احتمال قرار گرفتن صفحات خورشیدی در معرض آلاینده های هوا همچون گرد و غبار را کمتر می کند بلکه هزینه تمیز کردن این صفحات را نیز کاهش می دهد.
تعهد ایران به پیمان پاریس برای کاهش گازهای گلخانه‌ای، ۳۰۰ روز کاملا آفتابی در سال، کاهش ۸۰ درصدی تبخیر آب از سطح نیروگاه های خورشیدی شناور و مشوق‌های فراوان برای حرکت به سمت انرژی‌های پاک، چنین نیروگاه‌هایی را به گزینه‌ای ایده‌آل برای ایران تبدیل کرده است.
این فناوری اکنون در کشورهایی مثل ژاپن و انگستان که دارای بالاترین استانداردهای زیست محیطی هستند با موفقیت به کار گرفته شده و ایران نیز می‌تواند با بکار پیشتاز استفاده از این فناوری در منطقه باشد.
اخیرا در ایران نیز بخش‌های مدیریتی مرتبط با انتقال فناوری و همچنین آب و نیرو، در بکار بستن چنین نوآوریهایی پیشگام شده و با استفاده از تجارب کشورهای پیشرو می‌توانند مدیریت منابع آب و انرژی را بهینه‌سازی کنند.
همچون هر پروژه‌ای، گام‌های آغازین و برنامه ریزی قابل اتکاء برای استفاده از فناوری نیروگاههای شناور خورشیدی (که علیرغم ظاهری ساده از ظرایف فنی خاص خود برخوردار است) اهمیتی بنیادین دارد. تدوین پروتکل‌های زیست محیطی برای چنین سازه‌هایی در کشور, شناسایی مستعدترین مناطق برای احداث نیروگاههای شناور خورشیدی و تدوین تعرفه‌های متناسب برای خرید برق از چنین نیروگاه‌هایی از جمله این اقدامات است.
آینده نیروگاههای خورشیدی شناور
تولید انرژی تجدیدپذیر از طریق نیروگاههای خورشیدی فتوولتاییک شناور به‌عنوان بخشی از تلاش برای مقابله با تغییر اقلیم، در حال رشد است. با توسعه فناوری، انتظار می‌رود هزینه و چالش‌های فنی کاهش پیدا کند.
آیا نیروگاههای خورشیدی شناور می‌توانند پاسخی به تغییرات اقلیم و قدرت باشند؟ شاید خیر! اما بخشی ضروری از جعبه ابزار مقابله با این مسائل خواهند بود.
چک لیست شاخص های کلیدی سرمایه گذاری – طرح احداث نیروگاه خورشیدی شناور
توان نیروگاه : 300 کیلووات
نرخ برابری دلار : 25,000 تومان
مساحت زمین موردنیاز : 2000 متر مربع
زیربنای کل : 500 متر مربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : 14 نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : 32 میلیارد تومان (160 هزار دلار)
هزینه تجهیزات و ماشین‌آلات : 17 میلیارد تومان (85 هزار دلار)
هزینه زمین و زیرساخت : 10 میلیارد تومان (50 هزار دلار)
سرمایه در گردش : 5 میلیارد تومان (25 هزار دلار)
هزینه نصب و راه اندازی : 2 میلیارد تومان (10 هزار دلار)
هزینه های قبل از بهره برداری : 1 میلیارد تومان (5 هزار دلار)
سرمایه گذاری کل : 37 میلیارد تومان (185 هزار دلار)
دوره بازگشت سرمایه : 3.5 سال
نرخ بازده داخلی (IRR) : 31 درصد
حاشیه سود تقریبی : 24 درصد
ارزش افزوده تولید : 36 درصد
سهم بازار هدف (داخلی) : 10 درصد
جمع بندی نهایی طرح احداث نیروگاه خورشیدی از نگاه پارس رابین
در جمع‌بندی نهایی، طرح احداث نیروگاه خورشیدی شناور را می‌توان یکی از فرصت‌های نوآورانه، اقتصادی و سازگار با محیط‌زیست در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر دانست که با بهره‌گیری از سطح بلااستفاده منابع آبی، امکان تولید برق پاک بدون نیاز به اشغال اراضی ارزشمند را فراهم می‌سازد. این طرح علاوه بر کاهش تبخیر آب، بهبود راندمان پنل‌ها به دلیل اثر خنک‌کنندگی سطح آب و کاهش هزینه‌های جانبی مرتبط با تملک زمین، از منظر فنی و اقتصادی نیز دارای مزیت رقابتی قابل‌توجهی است. رشد تقاضا برای برق، حمایت‌های سیاستی از انرژی‌های پاک، و ضرورت کاهش آلایندگی‌های زیست‌محیطی، چشم‌انداز توسعه این نوع نیروگاه را تقویت می‌کند. با انتخاب صحیح محل اجرا، طراحی مهندسی دقیق، استفاده از تجهیزات استاندارد، و مدیریت اصولی بهره‌برداری و نگهداری، این پروژه می‌تواند از بازدهی مناسب، درآمد پایدار و دوره بازگشت سرمایه قابل قبول برخوردار شود و به عنوان یک گزینه جذاب برای سرمایه‌گذاری بلندمدت مطرح باشد.
در صورت تمایل به تهیه طرح توجیهی یا مطالعات امکان‌سنجی اینجا کلیک نمایید و فرم درخواست را تکمیل فرمائید. کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس می‌گیرند. شماره تلفن‌های 05632457004 و 05632457300 پاسخگو می‌باشند.
رزومه شرکت مهندسین مشاور پارس رابین
ما بعنوان یک مشاور سرمایه‌گذاری می‌توانیم به همه کسب و کارهای قانونی و مشروع در مقیاس صنایع متوسط و بزرگ کمک کنیم. با این همه، در برخی از صنایع خاص ممکن است ما بهترین انتخاب نباشیم. ما خوشحال میشویم مشخصات پروژه شمارا بدانیم؛ در صورت عدم تناسب به صورت محرمانه به شما اعلام می‌کنیم.
درصورت تمايل به اين مطلب امتياز دهيد:
دیدگاه خود را ثبت کنید