«Безграничная» энергия: как плавучие солнечные панели вблизи экватора могут обеспечивать энергией будущие населенные пункты

6 августа 2023 г.

The Conversation — независимое некоммерческое СМИ, использующее контент, полученный от академического и исследовательского сообщества.

Эндрю Блейкерс, Австралийский национальный университет и Дэвид Фирнандо Силалахи, Австралийский национальный университет

Огромные массивы солнечных панелей, плавающие в спокойных морях вблизи экватора, могли бы обеспечить эффективно неограниченную солнечную энергию густонаселенным странам Юго-Восточной Азии и Западной Африки.

Наше новое исследование показывает, что морская солнечная энергия только в Индонезии может генерировать около 35 000 тераватт-часов (ТВт-ч) солнечной энергии в год, что аналогично текущему мировому производству электроэнергии (30 000 ТВт-ч в год).

И хотя в большинстве океанов мира случаются штормы, в некоторых регионах на экваторе относительно тихо и мирно. Таким образом, относительно недорогих инженерных сооружений может быть достаточно для защиты морских плавучих солнечных панелей.

Наши глобальные тепловые карты высокого разрешения показывают, что Индонезийский архипелаг и экваториальная часть Западной Африки вблизи Нигерии имеют наибольший потенциал для морских плавучих солнечных батарей.

Согласно нынешним тенденциям, к 2050 году мировая экономика будет в значительной степени декарбонизирована и электрифицирована, чему будет способствовать огромное количество солнечной и ветровой энергии.

Около 70 квадратных километров солнечных панелей могут обеспечить все потребности в энергии миллиона богатых людей в условиях экономики с нулевым выбросом углерода. Панели можно размещать на крышах домов, в засушливых районах, рядом с сельскохозяйственными объектами или плавать на водоемах.

Но страны с высокой плотностью населения, такие как Нигерия и Индонезия, будут иметь ограниченное пространство для сбора солнечной энергии.

Их тропическое расположение в так называемых «упадочных» широтах также означает бедность ветровых ресурсов. К счастью, эти страны – и их соседи – могут эффективно получать неограниченную энергию от солнечных батарей, плавающих в спокойных экваториальных морях.

Плавающие солнечные панели также можно размещать на внутренних озерах и водохранилищах. Плавающая солнечная энергия внутри страны имеет большой потенциал и уже быстро растет.

В нашей недавно опубликованной статье исследуются мировые океаны, чтобы найти регионы, в которых не было больших волн или сильных ветров за последние 40 лет. Плавающие солнечные панели в таких регионах не требуют мощной и дорогостоящей инженерной защиты.

Регионы, где нет волн высотой более 6 метров и ветров силой более 15 метров в секунду, могут генерировать до одного миллиона ТВтч в год. Это примерно в пять раз больше годовой энергии, чем необходимо для полностью декарбонизированной глобальной экономики, поддерживающей 10 миллиардов богатых людей.

Большинство хороших мест расположены недалеко от экватора, в Индонезии и ее окрестностях, а также в экваториальной части Западной Африки. Это регионы с высокими темпами роста населения и высокими экологическими ценностями. Морские плавучие солнечные панели могут помочь разрешить конфликт, связанный с землепользованием.

Индонезия — густонаселенная страна, особенно на островах Ява, Бали и Суматра. К середине столетия население Индонезии может превысить 315 миллионов человек.

К счастью, Индонезия обладает огромным потенциалом солнечной энергии, а также огромным потенциалом хранения гидроэнергии для хранения солнечной энергии в ночное время.

Около 25 000 квадратных километров солнечных панелей потребуется для поддержки богатой Индонезии после полной декарбонизации экономики с использованием солнечной энергии.

Индонезия имеет возможность разместить огромное количество солнечных панелей в своих спокойных внутренних морях. В регионе около 140 000 квадратных километров морского ландшафта, на котором за последние 40 лет не было ни волн высотой более 4 метров, ни ветров силой более 10 метров в секунду.

Морская площадь Индонезии в 6,4 миллиона квадратных километров в 200 раз больше, чем требуется, если бы все будущие потребности Индонезии в энергии были удовлетворены за счет морских плавучих солнечных панелей.

На большей части мирового морского ландшафта волны превышают 10 метров, а скорость ветра превышает 20 метров в секунду. Несколько компаний работают над разработкой инженерной защиты, чтобы морские плавучие панели могли выдерживать штормы. Напротив, благоприятная морская среда вдоль экватора требует гораздо менее надежной и дорогостоящей защиты.