В Швейцарии заработала солнечная энергоустановка на плаву

Гийом Фукс (Guillaume Fuchs), автор проекта швейцарской плавающей солнечной электростанции. swissinfo.ch

Как работает первая в мире плавающая солнечная электростанция в швейцарских Альпах? Наш репортаж.

Русскоязычную версию материала подготовил Игорь Петров.

В швейцарских Альпах еще в 2019 году была введена в эксплуатацию первая в мире высотная плавучая солнечная энергетическая установка. По мнению отраслевых экспертов, технология, лежащая в ее основе, может стать стандартом вообще в мировой солнечной энергетике. Портал швейцарского иновещания на 10 языках SWI swissinfo.ch (бывшее Швейцарское международное радио) подробно ознакомился с этим революционным проектом.

«Идея родилась за чашкой кофе. Мы тогда спросили сами себя, а как мы могли бы еще лучше и более эффективно использовать водохранилища наших ГЭС с точки зрения решения стоящих перед нами энергетических задач. Это было в 2013 году, первые плавучие солнечные установки уже работали кое-где в мире, но в горах ничего такого еще реализовано не было», — вспоминает швейцарский инженер Гийом Фукс (Guillaume Fuchs).

Мы встречаемся с ним в Бург-Сент-Пьере (Bourg-St-Pierre), небольшой валезанской общине, расположенной на дороге к перевалу Большой Сан-Бернар, который соединяет Швейцарию и Италию. Гийом Фукс имеет два паспорта, он швейцарец и француз, ранее работал в автомобильной промышленности, а потом начал специализироваться на возобновляемых источниках энергии.

«Я хотел работать в отрасли, вносящей вклад в процесс перевода экономики на рельсы устойчивого развития», — говорит сотрудник компании Romande EnergieВнешняя ссылка («Энергетика франкофонной Швейцарии»), крупнейшей электроэнергетической компании на западе страны. На машине мы с ним проезжаем несколько километров на юг, в долину, уже окрашенную яркими осенними красками. Через несколько минут мы достигаем озера Лак-де-Туль (Lac des Toules), расположенного на высоте 1 810 метров над уровнем моря. 

Это озеро и играет роль водохранилища, необходимого для реализации проекта создания плавучей горной солнечной электростанции. «Погодные условия здесь порой просто экстремальные», — признает Г. Фукс. Ветер, лед и снег, температура колеблется от минус 25 градусов по Цельсию зимой до плюс 30 градусов летом. «К счастью, я работал с людьми, которые любят решать сложные задачи и которые не просто видят проблемы и говорят, типа, ну, тут ничего не сделать», — говорит инженер с оттенком иронии в голосе.

На пятьдесят процентов больше электричества

Солнечная электростанция на Лак-де-Туль состоит из 1 400 солнечных батарей, смонтированных на 36 плавучих конструкциях из алюминия и пластика. Годовая производительность этой станции составляет более 800 000 киловатт-часов (кВт⋅ч), что примерно соответствует потребностям в электроэнергии 220-ти домохозяйств.

Первоначальные инвестиции в такую установку (2,35 млн швейцарских франков) намного выше, чем сумма, которая бы потребовалась для похожей установки на суше, но, по мнению Г. Фукса, у плавучих солнечных электростанций в альпийских горах есть много преимуществ. «Атмосферный слой в горах тоньше, поэтому ультрафиолетовое излучение тут более интенсивно. Панели более эффективны именно при низких температурах, кроме того, мы можем использовать свет, отраженный снежным покровом», — объясняет он.

Озеро Лак-де-Туль (Lac des Toules) расположено на высоте 1 810 метров над уровнем моря. swissinfo.ch

Использование двухсторонних панелей с фотоэлектрическими ячейками, укрепленными с обеих сторон, также позволяет использовать свет, отраженный от поверхности воды, а это увеличивает производство электроэнергии примерно на 50 процентов по сравнению с похожей установкой на земле«, — подчеркивает Гийом Фукс.

Не боится снега и льда

Солнечная установка в Валезанских Альпах, введенная в эксплуатацию в декабре 2019 года, уже успешно пережила свою первую зиму. Проблема льда, толщина которого на озере может достигать 60-ти сантиметров, была решена с помощью специальных понтонов, которые как бы поднимают (выдавливают) всю конструкцию вверх в случае полного замерзания воды в озере. А когда в конце марта водохранилище полностью опустошается, платформы мягко опускаются на специально выровненное дно озера.

Конструкция способна выдерживать до 50 сантиметров выпавшего на неё снега. Если снега выпадает больше, то тогда, стоит только появиться солнцу, снежные массы сами соскальзывают с платформ. «Солнечные батареи вырабатывают и электричество, и тепло, потому снег и соскальзывает в них. После нескольких тестов мы пришли к выводу, что наклон панелей в 37 градусов позволяет удалять снег, не снижая эффективность фотогальванических элементов», — объясняет Гийом Фукс.

Где находится будущее солнечной энергетики?

Первый плавучий «парк солнечных батарей» был построен в Японии в 2007 году, за ним последовали проекты в таких странах, как Франция, Италия, Южная Корея, Испания и Соединенные Штаты Америки. В настоящее время в мире эксплуатируется более ста плавучих солнечных электростанций. Плавучие панели могут быть установлены на поверхности промышленных бассейнов и открытых карьерных озер вплоть до морских заливов. 

Плавучая солнечная электростанция в провинции Хуайнань, Китай, расположена на территории бывшего угольного разреза и является крупнейшей в мире. Chen Bin – Imaginechina

Крупнейшая в мире плавучая солнечная электростанция находится сейчас в китайской провинции Аньхой, а электростанция Piolenc на юге Франции держит сейчас европейский рекорд по количеству задействованных фотогальванических панелей, число которых достигает 47 тыс. По мнению некоторых отраслевых экспертов, плавучие установки представляют собой будущее солнечной энергии, так как вода, кроме того, охлаждает панели, тем самым повышая их эффективность. 

Но сто еще важнее, они снижают количество конфликтных ситуаций, связанных с проблемами землепользования, не отнимая дефицитную землю у сельского хозяйства и строительной индустрии. Согласно докладу Сингапурского научно-исследовательского института солнечной энергии (Solar Energy Research InstituteВнешняя ссылка) и Всемирного банкаВнешняя ссылка солнечная энергия на воде имеет очень значительный потенциал развития в самых различных регионах мира.

Сочетание солнечной и гидроэнергетики

Компенсировать сезонные колебания в области производства электроэнергии можно было бы внедрением гибридных систем, объединяющих гидроэнергетику и солнечное электричество. 

В этом уверен Аннелен Каль (Annelen Kahl) из Лаборатории крио-технологийВнешняя ссылка Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL). В зимние месяцы, когда спрос на энергию выше, солнечная энергия, особенно получаемая за счет высокогорных солнечных установок, могла бы компенсировать спад производства в области гидроэлектроэнергии.

В Швейцарии плотина «Альбинья» (Albigna-StaudammВнешняя ссылка) в кантоне Граубюнден стала первой плотиной, частично покрытой солнечными коллекторами. Первая крупная альпийская солнечная электростанция строится на плотине Мутзее (Muttsee) в кантоне Гларус. Всего там запланировано смонтировать 6 000 панелей площадью 10 000 квадратных метров.

Запланировано расширение

Цель Гийома Фукса и компании Romande Energie состоит сейчас в дальнейшей оптимизации пилотного проекта. Если экспериментальный этап подтвердит собранные на данный момент результаты, то первый плавучий солнечный парк в Альпах должен быть в дальнейшем расширен, покрыв около трети поверхности озера Лак-де-Туль. 

Солнечная станция будет поставлять около 22 млн кВт⋅ч энергии в год, что соответствует потребностям 8 000 домохозяйств. Можно ли эту технологию использовать на других озерах в Швейцарии? Можно, но только при условии выполнения определенных условий. 

«Водоем должен быть доступным с точки зрения инфраструктуры, он не должно находиться в охраняемой зоне и, конечно же, находиться в зоне с рентабельным потенциалом солнечной энергии. Согласно нашему исследованию в Швейцарии есть около десяти альпийских озер, на поверхности которых могла бы разместиться такая солнечная энергосистема».

А как же охрана окружающей среды и природы? Проект в Лак-де-Туль был одобрен местным отделением WWF, поскольку эта локация уже используется для производства энергии, а из-за ежегодного опустошения водохранилища у фауны и флоры там все равно почти нет шансов на нормальное развитие. 

В целом же, в ожидании проведения экспертного исследования на предмет воздействии таких объектов на фитопланктон, экологические ассоциации Швейцарии выступают за другие форматы. По их мнению, для установки солнечных батарей следует в приоритетном порядке, использовать например, крыши, фасады и автостоянки. На это указал, в частности, Михаэль Канова (Michael Canova) из организации Pro Natura в интервью газете Neue Zürcher Zeitung.