فتوولتائیک آب که به عنوان فتوولتائیک شناور نیز شناخته می شود، نوع جدیدی از روش تولید برق فتوولتائیک است. ویژگی اصلی آن ساخت نیروگاه فتوولتائیک روی سطح آب است. در زیر به معرفی دقیق فتوولتائیک آب می پردازیم:
اصل کار:
پانل های فتوولتائیک در آب غوطه ور می شوند و از انرژی خورشیدی برای تبدیل انرژی نور به انرژی الکتریکی استفاده می کنند.
هنگامی که نور به سلول فتوولتائیک می تابد، انرژی نور توسط سلول فتوولتائیک جذب شده و از طریق اثر فتوولتائیک به جریان مستقیم تبدیل می شود.
اثر فتوولتائیک به پدیده‌ای اشاره دارد که برهم‌کنش بین فوتون‌ها و مواد نیمه‌رسانا در سلول‌های فتوولتائیک، جفت‌های الکترون-حفره تولید می‌کند و در نتیجه جریان تولید می‌کند.
مزایای:
صرفه جویی در زمین: ساخته شده بر روی سطح آب، منابع زمین را اشغال نمی کند و می تواند هزینه های تملک زمین را کاهش دهد.
افزایش تولید برق: آب یک اثر خنک کننده بر روی ماژول های فتوولتائیک دارد که می تواند از افزایش دمای سطح ماژول ها جلوگیری کند و در نتیجه تولید برق را افزایش دهد. به عنوان مثال، با توجه به تجزیه و تحلیل تجربی مقایسه ای ایستگاه های برق فتوولتائیک آب در مقیاس بزرگ در هیوگو، ژاپن، تولید برق پانل ها به دلیل اثر خنک کننده سطح آب حدود 14 درصد افزایش یافت.
کاهش تبخیر و تولید مثل جلبک: در تئوری، می تواند تبخیر سطح آب را کاهش دهد، تولید مثل جلبک ها را در آب سرکوب کند و برای حفاظت از منابع آب مفید باشد.
بهره برداری و نگهداری راحت: نیروگاه فتوولتائیک در آب ساخته شده است که می تواند آلودگی گرد و غبار روی قطعات را کاهش دهد و تمیز کردن قطعات را تسهیل کند.
مزایای گردشگری: اجزای فتوولتائیک به طور مرتب بر روی سطح آب چیده شده اند که می تواند به عنوان یک جاذبه مشخص برای به ارمغان آوردن مزایای گردشگری مورد استفاده قرار گیرد.
سناریوهای کاربردی:
ترکیبی از کشاورزی و شیلات: راه اندازی سیستم های فتوولتائیک آب شناور در آب های نزدیک زمین های کشاورزی و استخرهای ماهی می تواند به توسعه هماهنگ کشاورزی و شیلات دست یابد.
مخازن و ایستگاه های برق آبی: راه اندازی سیستم های فتوولتائیک آب شناور در آب های پایین دست مخازن و نیروگاه های برق آبی می تواند از مزایای انرژی دوگانه انرژی خورشیدی و آب استفاده کند.
منظر شهری: راه اندازی سیستم های فتوولتائیک آب شناور در رودخانه ها، دریاچه ها و دیگر آب های شهری می تواند محیط شهری را بهبود بخشد و مناظر جدیدی را برای شهر فراهم کند.
چالش ها و معایب:
الزامات بالا برای تجهیزات شناور: فتوولتائیک های آب شناور به تجهیزات شناور برای پشتیبانی از پانل های فتوولتائیک نیاز دارند و الزامات عملکرد برای تجهیزات شناور بالا است.
الزامات انتخاب مکان بالا: محل میدان برق فتوولتائیک آب شناور باید در منطقه آبی با مساحت زیاد، شرایط روشنایی خوب و شرایط توسعه خوب انتخاب شود.
عوامل نامشخص زیادی وجود دارد: بادهای شدید، سطح آب، یخ و عوامل دیگر تأثیر زیادی روی آن دارند. در عین حال، نظارت بر اینکه آیا اجزای فتوولتائیک اثرات نامطلوبی بر کیفیت آب و موجودات آبزی دارند، ضروری است.
به طور خلاصه، فتوولتائیک آب به عنوان نوع جدیدی از تولید برق فتوولتائیک دارای مزایای قابل توجه و چشم‌اندازهای کاربردی گسترده است، اما با چالش‌ها و معایبی نیز مواجه است. با پیشرفت تکنولوژی و کاهش هزینه ها، استقرار و کاربرد آن گسترده تر خواهد شد.