Recentemente, a energia fotovoltaica aquática do meu país voltou a ter um momento de destaque.
Em 31 de março, o primeiro projeto de geração de energia fotovoltaica tridimensional do meu país, o projeto de geração de energia fotovoltaica da Binzhou New Energy, com capacidade de 850.000 quilowatts, foi conectado com sucesso à rede em plena capacidade. O projeto está localizado ao norte da cidade de Binhai, distrito de Zhanhua, cidade de Binzhou, província de Shandong, ocupando 15.800 acres de planícies de maré. Ele adota o modelo de economia circular de "geração de energia fotovoltaica aquática + aquicultura subaquática", considerando a extração de sal e bromo da água do mar. Por meio de direitos em camadas tridimensionais, o desenvolvimento tridimensional e a utilização abrangente do espaço marítimo foram realizados.
Entende-se que, após o projeto entrar em operação em plena capacidade, ele poderá gerar 1,286 bilhão de quilowatts-hora de eletricidade e reduzir as emissões de dióxido de carbono em 917.700 toneladas por ano, apresentando bons benefícios econômicos, sociais e ambientais.
Nos últimos anos, à medida que os recursos terrestres disponíveis para energia fotovoltaica se tornaram cada vez mais escassos, a energia fotovoltaica aquática recebeu ampla atenção devido às suas diversas vantagens e foi aplicada com sucesso em vários cenários, como lagos, rios, planícies de maré e offshore.
Em particular, os projetos de geração de energia fotovoltaica offshore abriram um vasto espaço oceânico para o desenvolvimento de energia verde fotovoltaica, preenchendo a lacuna de recursos fotovoltaicos terrestres cada vez mais escassos.
Dados relevantes mostram que, até o momento, mais de 60 países e regiões ao redor do mundo estão promovendo ativamente o desenvolvimento de energia fotovoltaica offshore usinas de energia, das quais mais de 35 países e regiões possuem mais de 350 usinas fotovoltaicas flutuantes. Como um grande país fotovoltaico, as províncias costeiras do meu país, como Shandong, Jiangsu, Zhejiang, Liaoning, Guangdong, etc., também estão implantando ativamente energia fotovoltaica offshore e realizando seus próprios projetos fotovoltaicos offshore.
No entanto, com o rápido desenvolvimento da energia fotovoltaica aquática, cada vez mais pessoas estão começando a se preocupar com uma questão: a energia fotovoltaica aquática afetará a qualidade da água? Qual é o impacto no meio ambiente? E o modelo complementar de luz para peixes realmente não tem impacto na piscicultura?
As usinas fotovoltaicas na água afetarão a qualidade da água?
A instalação de usinas fotovoltaicas na superfície da água afetará a qualidade da água? De fato,Equipes estrangeiras de pesquisa científica já realizaram pesquisas sistemáticas sobre esse assunto.
Desde 2020, a BayWa re, fornecedora líder europeia de soluções fotovoltaicas de superfície, realizou uma pesquisa de impacto ambiental de uma usina fotovoltaica de superfície de 27,4 MW localizada em uma pedreira na Holanda por mais de um ano com a ajuda da Universidade de Ciências Aplicadas Hanze, da Universidade de Groningen e do instituto de pesquisa Buro Bakker/ATKB. Em maio de 2021, o primeiro lote de resultados da pesquisa divulgado pela BayWa re mostrou que as usinas fotovoltaicas de superfície não afetarão a qualidade da água.
De acordo com o relatório, o teor de oxigênio na água sob os painéis solares muda pouco ao longo de um ano, o vento e a luz solar ainda podem atingir facilmente a superfície da água sob os módulos, e os desvios medidos são causados principalmente por mudanças nas condições climáticas. A qualidade da água sob o sistema flutuante ainda está no mesmo nível das águas adjacentes.
No início de 2021, o International Journal of Low Carbon Technology também publicou um relatório relacionado. Ao instalar módulos fotovoltaicos de superfície de água com diferentes ângulos de cobertura e inclinação e monitorar os parâmetros de qualidade da água dos corpos d'água abaixo, os resultados mostraram que não houve efeito adverso na qualidade da água; Pelo contrário, os dados mostraram que as concentrações de nitrato e clorofila nos corpos d'água também melhoraram, com a maior concentração de nitrato caindo 14% e a concentração média de clorofila na água superficial caindo 17,5%. Isso ocorre porque os módulos fotovoltaicos cobrem a superfície da água, reduzindo a evaporação e diminuindo a temperatura da água, inibindo assim a reprodução de algas.
Um estudo no Reino Unido descobriu que usinas de energia solar de superfície podem, por sua vez, melhorar a qualidade da água de rios e lagos. Isso se baseia na descoberta de que, quando o corpo d'água é aquecido pela luz solar e dividido em duas camadas com temperaturas diferentes, o corpo d'água do fundo é desoxigenado e a qualidade da água é reduzida. Após a instalação do painel fotovoltaico na superfície, a duração da "estratificação" do corpo d'água será reduzida, o que pode contribuir, até certo ponto, para a proteção da qualidade da água. Esta descoberta aponta pelo menos dois aspectos do valor do Fotovoltaica à base de água:
1. Reduzir o impacto do aquecimento global nos corpos d'água nos próximos meses e anos;
2. Proteger a qualidade da água das fontes de água potável.
De fato, muitas energias fotovoltaicas à base de água têm sido aplicadas a fontes de água potável. Por exemplo, o Projeto Fotovoltaico do Reservatório Tengger de Cingapura, concluído e colocado em operação em 2021, é atualmente o maior projeto fotovoltaico de reservatório de água potável do mundo. A eletricidade gerada pode abastecer cinco estações de tratamento de água locais, atendendo a cerca de 7% das necessidades anuais de energia da Autoridade de Água de Cingapura e fornecendo uma demonstração da proteção e do desenvolvimento inovador de fontes de água potável em todo o mundo.
Qual será o impacto da energia fotovoltaica à base de água no meio ambiente?
Grandes painéis fotovoltaicos são instalados em superfície da água por um longo período. Além de considerar seu impacto na qualidade da água, as mudanças no ambiente ecológico subaquático também devem ser consideradas.
O artigo "Análise e Contramedidas do Impacto de Usinas Fotovoltaicas de Superfície Aquática no Ambiente Ecológico de Áreas Aquáticas", publicado pelo Monitoramento Ambiental Ecológico das Três Gargantas em 2018, apontou que os principais objetos do ambiente ecológico afetados pelas usinas fotovoltaicas de superfície aquática durante a operação são o plâncton e os peixes.
Para o plâncton, o principal impacto das usinas fotovoltaicas de superfície aquática é o bloqueio prolongado da luz solar, o que enfraquece a capacidade fotossintética do fitoplâncton e dificulta seu crescimento e reprodução até certo ponto; e a redução no número de fitoplâncton levará a uma diminuição no número de zooplâncton que se alimenta de fitoplâncton.
Para os peixes, a operação a longo prazo de usinas fotovoltaicas de superfície aquática não terá impacto direto sobre os peixes, mas pode levar à diminuição dos organismos isca dos peixes, ou seja, uma diminuição no número de zooplâncton.
No entanto, com a inovação e o desenvolvimento contínuos da tecnologia fotovoltaica de superfície aquática, a conscientização sobre a proteção do ambiente ecológico aquático também está aumentando na fase de projeto de engenharia. Ao desenvolver corpos d'água com ecossistemas relativamente maduros, como grandes lagos e reservatórios, desde a proporção da área de superfície coberta por módulos fotovoltaicos aquáticos até os métodos específicos de layout, todos estão se movendo em direção à manutenção da direção saudável e sustentável do ecossistema aquático.
A "complementaridade entre peixes e luz" é realmente viável?
Uma vez que, para os peixes, a instalação de uma usina fotovoltaica de superfície aquática só levará à redução de organismos que servem como isca, como os peixes cultivados se comportam sob o sistema fotovoltaico de superfície aquática? Vejamos alguns casos reais.
O projeto de complementaridade entre peixes e luz de Jinshan, de 100 MW, da Huadian Zhaoqing Company, localizada no distrito de Gaoyao, cidade de Zhaoqing, província de Guangdong, possui um tanque de peixes de cerca de 1.200 acres, com fileiras de painéis fotovoltaicos de quatro ou cinco metros de altura dispostas ordenadamente. A geração de energia fotovoltaica pode ser usada na parte superior, e peixes e patos podem ser criados na parte inferior.
Entendeu-se que o projeto não foi reconhecido pelos moradores no início, e todos estavam preocupados que a instalação de painéis fotovoltaicos no tanque de peixes afetasse a reprodução. Mas, após o primeiro lote de peixes e Com a introdução dos patos na reprodução, as vantagens da "complementaridade peixe-luz" logo emergiram. Nos verões anteriores, devido às altas temperaturas constantes, os criadores frequentemente sofriam grandes perdas de peixes e alevinos de pato, e não havia uma solução viável. Hoje, o "guarda-chuva" fotovoltaico de 4 metros de altura no tanque de peixes traz sombra. Sejam peixes ou patos na água, a taxa de sobrevivência aumentou, o que se tornou o benefício mais direto trazido pelo modelo de "complementaridade peixe-luz". Alguns agricultores calcularam que o lucro por mu de viveiro de peixes costumava ser de cerca de 1.000 yuans, mas agora pode chegar a 2.000 yuans ou até 3.000 yuans com painéis fotovoltaicos, o que pode aumentar a renda em centenas de milhares de yuans por ano. A Fangchenggang Xinrun Breeding Co., Ltd., localizada no Golfo de Beibu, em Guangxi, também embarcou no caminho de desenvolvimento da "complementaridade peixe-luz" em 2017. Um painel de geração de energia fotovoltaica com capacidade total de 80 MW foi instalado acima da base de criação. A geração anual de energia trouxe benefícios econômicos consideráveis para a empresa. Somente em 2022, a geração de energia será de quase 100 milhões de kWh, com uma receita de cerca de 70 milhões de yuans. Peixes e camarões continuam sendo criados sob os painéis fotovoltaicos. Com a ajuda de suportes fotovoltaicos, a base equipou cada viveiro de criação com uma estufa de aço, revestida com placas de isolamento e películas impermeáveis. A temperatura da água atinge cerca de 25°C, tornando realidade a criação de camarão em estufa fotovoltaica "refrescando no verão e mantendo-o aquecido no inverno". Ao adotar um modelo de criação em fábricas em etapas, a temperatura e a umidade do viveiro de criação podem ser ajustadas de forma eficaz para criar um bom ambiente de crescimento para o camarão.A produção de camarão branco na América do Sul atingiu mais de 10 vezes a da criação tradicional em tanques de terra.
Observando o mundo, existem recursos extremamente ricos, como oceanos, rios, lagos e reservatórios. As usinas fotovoltaicas à base de água são, sem dúvida, a terceira frente para remover as restrições dos recursos terrestres e expandir a geração de energia fotovoltaica. No entanto, à medida que a escala da geração de energia fotovoltaica à base de água se expande, o impacto de projetos de geração de energia fotovoltaica à base de água que não sejam "complementares à fotovoltaica de peixes" no meio ambiente ainda precisa ser considerado. Como manter o desenvolvimento saudável da indústria fotovoltaica à base de água com soluções de design e materiais mais ecológicos e ecologicamente corretos tornou-se um importante "teste" para a indústria.
