Новое исследование предполагает, что плавучие солнечные фермы могут помочь защитить озера и водохранилища от некоторых негативных последствий изменения климата. Однако, учитывая сложную природу водоемов и разную конструкцию солнечных технологий, развертывание плавающих солнечных батарей также может иметь пагубные последствия для экосистемы.
Однако, учитывая сложную природу водоемов и разную конструкцию солнечных технологий, развертывание плавающих солнечных батарей также может иметь пагубные последствия для экосистемы.
Обычные солнечные фермы вызывают споры из-за того, сколько земли они занимают. Это приводит к растущему интересу к плавучим солнечным фермам, использующим дополнительное пространство, предоставляемое водоемами.
На данный момент существует три плавучих солнечных батареи коммерческого размера в Великобритании и сотни других по всему миру. Количество установок, вероятно, значительно вырастет в ближайшие десятилетия, поскольку растет спрос на возобновляемые источники энергии, и все больше стран будут стремиться к достижению целевых показателей чистого нулевого углерода.
Однако мало что известно о воздействии — как положительном, так и отрицательном — эти плавучие солнечные фермы оказывают на озера и водохранилища, на которых они установлены — до сих пор.
Ученые из Ланкастерского университета и Университета Стерлинга завершили первое подробное моделирование экологического воздействия плавучих солнечных установок на водоемы.
«По мере увеличения спроса на землю водные объекты все чаще становятся объектом использования возобновляемых источников энергии. Использование солнечной энергии на воде увеличивает производство электроэнергии, но очень важно знать, будут ли какие-либо положительные или отрицательные экологические последствия», — сказал г-н Джайлс Эксли, доктор философии. исследователь и ведущий автор из Ланкастерского университета.
«Учитывая относительную незрелость плавучих солнечных ферм, важно получить дополнительные научные доказательства воздействия. Наши результаты дают первоначальное представление о ключевых эффектах, которые помогут информировать руководителей водного хозяйства и лиц, принимающих решения».
Исследовательская группа провела компьютерное моделирование с использованием программы моделирования MyLake и данных, собранных Центром экологии и гидрологии Великобритании из крупнейшего озера Англии, Уиндермира. Хотя исследователи полагают, что плавучие солнечные фермы вряд ли будут размещены на Уиндермире, он представляет собой богатый набор данных, поскольку это одно из наиболее всесторонне изученных озер в мире.
Их результаты показывают, что плавающие солнечные батареи могут охладить температуру воды, затеняя воду от солнца. В масштабе это может помочь смягчить вредные последствия, вызванные глобальным потеплением, такие как цветение токсичных сине-зеленых водорослей и усиление испарения воды, что может угрожать водоснабжению в некоторых регионах.
Ученые обнаружили, что плавучие солнечные установки также сокращают продолжительность «стратификации» — здесь солнце нагревает воду, образуя отдельные слои воды с разной температурой. Обычно это происходит в более теплые летние месяцы и может привести к обескислороживанию нижнего слоя воды, что ухудшает качество воды — очевидная проблема для источников питьевой воды. Однако картина сложна, и есть также условия, при которых стратификация и, следовательно, пагубное воздействие на качество воды могут усилиться, если будут развернуты плавучие солнечные фермы.
Г-н Эксли сказал: «Влияние плавающей солнечной энергии на температуру водоема и стратификацию, которые являются основными движущими силами биологических и химических процессов, могут быть сопоставимы по величине с изменениями, которые озера испытают в связи с изменением климата. Плавающая солнечная энергия может помочь смягчить негативные последствия глобального потепления для этих водоемов ».
«Однако существуют также реальные риски пагубных воздействий, таких как дезоксигенация, вызывающая нежелательное увеличение концентрации питательных веществ и гибель рыбы. Нам необходимо провести дополнительные исследования, чтобы понять вероятность как положительных, так и отрицательных воздействий».
Воздействие на температуру воды увеличивалось по мере увеличения размера солнечной установки, при этом небольшие массивы, занимающие менее десяти процентов поверхности озера, обычно оказывали минимальное воздействие. Однако эта модель сконцентрирована на одном озере. Потребуются дальнейшие исследования для определения оптимального размера массива, конструкции и их воздействия на отдельные озера и водохранилища — все они обладают уникальными характеристиками. Различные конструкции солнечных установок также имеют разные эффекты затенения и защиты от солнца и ветра.
Исследование показало, что массивы, покрывающие более 90 процентов озера, могут увеличить вероятность замерзания озера зимой, хотя эти эффекты также будут специфичными для водоема и конструкции установки и требуют дальнейшего изучения.
Полевые исследования и дальнейшие работы по моделированию на основе этих первоначальных результатов продолжаются.
