Ειδικοί σε θέματα καθαρής ενέργειας από τον Καναδά έχουν εγκαταστήσει μια μικρής κλίμακας πλωτή ηλιακή συστοιχία που παράγει 7 κιλοβάτ ενέργειας σε μια ιδιωτική λίμνη στο Ίλντερτον του Οντάριο.
H συγκέντρωση των ψαριών
Οι εικόνες από τις κάμερες επιφάνειας και οι οπτικές παρατηρήσεις έδειξαν ότι ψάρια συγκεντρώνονται περιστασιακά κάτω από τις πλωτές συστοιχίες κατά τη διάρκεια των ζεστών καλοκαιρινών απογευμάτων, χρησιμοποιώντας τη δομή για σκιά. Αυτή η τεχνολογία που βασίζεται στον αφρό όχι μόνο μειώνει τη θερμοκρασία του νερού κάτω από τα πάνελ, αλλά παράγει και ανανεώσιμη ενέργεια ταυτόχρονα.
Προετοιμάζοντας την άφιξη της χειμερινής περιόδου, οι επιστήμονες παρατήρησαν πώς αντέδρασε η πλωτή ηλιακή τεχνολογία καθώς σχηματιζόταν πάγος στην επιφάνειά της.
Παρατηρώντας την υδρόβια ζωή γύρω από τους πλωτούς σταθμούς σκίασης
Τα ηλιακά πάνελ που ήταν στερεωμένα στις πλωτές σχεδίες, κατασκευασμένα από αφρό κλειστών κυψελών, σχημάτιζαν πυκνή τεχνητή σκίαση πάνω από τα ρηχά νερά της λίμνης. Ψάρια παρατηρήθηκαν να συγκεντρώνονται κάτω από τις πλωτές σχεδίες κατά τη διάρκεια των ζεστών ημερήσιων περιόδων, όταν η ηλιακή ακτινοβολία ήταν στο αποκορύφωμά της.
Το φυσικό φράγμα που δημιουργείται από τη συστοιχία μειώνει την άμεση ηλιακή θέρμανση του ανώτερου στρώματος νερού κάτω από τη δομή. Ενώ η σκίαση μεταβάλλει τα τοπικά επίπεδα φωτός στη λίμνη, οι μετρήσεις της πρωτογενούς έρευνας επικεντρώθηκαν στη θερμική δυναμική, τη μείωση της εξάτμισης και την ανθεκτικότητα του συστήματος παρά στους οικολογικούς μηχανισμούς συμπεριφοράς.
Μέτρηση ψύξης νερού κάτω από συστοιχίες αφρώδους σχεδίας
Τα σκούρα φωτοβολταϊκά πάνελ απορροφούν τις ακτίνες του ήλιου πριν φτάσουν στην επιφάνεια του νερού, διασφαλίζοντας ότι το ισχυρό ηλιακό φως δεν φτάνει στη στήλη νερού από κάτω. Τα θερμόμετρα παρακολούθησαν τις θερμοκρασίες του νερού 15,7 ίντσες κάτω από τη συστοιχία για να μοντελοποιήσουν τη θερμική απόδοση και τη θερμοδυναμική απόδοση του συστήματος.
Το φαινόμενο ψύξης της επιφάνειας του νερού οδηγεί σε μειωμένη εξάτμιση από την επιφάνεια. Ενώ η συστοιχία περιορίζει το φως που φτάνει στη στήλη του νερού, οι παρατηρήσεις πεδίου κατέγραψαν στην πραγματικότητα εποχιακή βιορύπανση, συμπεριλαμβανομένων των φυκιών που σχηματίζουν επιφανειακά στρώματα και σέρνονται στις μονάδες.
Το κύριο περιβαλλοντικό όφελος που μετρήθηκε ήταν η μειωμένη εξάτμιση της επιφάνειας, καθώς η δοκιμή επικεντρώθηκε στην ενεργειακή απόδοση του συστήματος και στην ανθεκτικότητα του υλικού παρά στο διαλυμένο οξυγόνο ή στην οικολογική σταθερότητα. Τα πάνελ διατηρούν τους πόρους γλυκού νερού καθώς λειτουργούν.
Δοκιμή πλωτού εξοπλισμού σε σοβαρούς καναδικούς χειμώνες
Καθώς οι θερμοκρασίες έπεφταν κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου, οι επιφάνειες του νερού στη λίμνη μετατράπηκαν σε συμπαγή φύλλα μπλε πάγου. Για την προστασία του πλωτού εξοπλισμού κατά τη διάρκεια περιόδων παγετού, η δοκιμή χρησιμοποίησε ένα ενεργό σύστημα φυσαλίδων αέρα για να διατηρήσει το ανοιχτό νερό χωρίς πάγο που περιβάλλει άμεσα τη συστοιχία. Αυτή η ενεργή μέθοδος μετριασμού του πάγου εμπόδισε τα διαστελλόμενα φύλλα πάγου να ασκήσουν άμεσες πλευρικές δυνάμεις ή δομικά φορτία στους πλωτήρες αφρού.
Ενίσχυση της ηλιακής απόδοσης με ψυχρό αέρα και αντανάκλαση χιονιού
Το φυσικό κρύο περιβάλλον βοήθησε στην ψύξη των ηλιακών κυψελών πυριτίου. Το χιονισμένο έδαφος αντανακλούσε το ηλιακό φως πίσω στα πάνελ μέσω του γυαλιού, αυξάνοντας έτσι τη συνολική παραγωγή ενέργειας κατά τις φωτεινές χειμερινές ημέρες. Οι χαμηλές θερμοκρασίες λειτουργίας σήμαιναν ότι δεν υπήρχαν απώλειες θερμικής απόδοσης που να σχετίζονται με την ηλιακή απόδοση του καλοκαιριού.
Τα αποτελέσματα δοκιμών πεδίου από το Ilderton δείχνουν ότι μια πλωτή συστοιχία με αφρό μπορεί να λειτουργήσει με επιτυχία σε έναν χειμώνα ψυχρού κλίματος όταν υποστηρίζεται από ενεργά μέτρα πρόληψης του πάγου. Οι παρατηρήσεις που βασίζονται σε μια συγκεκριμένη συστοιχία 7 κιλοβάτ που αναπτύχθηκε σε μια προστατευμένη λίμνη αγροκτήματος δεν επαρκούν για να προβλέψουν τη συμπεριφορά τέτοιων δομών σε μεγάλες βόρειες λίμνες.
www.worldenergynews.gr
