New Jersey városa az ország legnagyobb lebegő napelemes rendszerével tartja tisztán a vizét

Egy lebegő napelemes rendszer telepítése az Egyesült Államokban még mindig újszerű erőfeszítésnek számít. A világ első „flotovoltaikus” (lebegő napelem) sorozatát egy évtizeddel ezelőtt telepítették egy kaliforniai borászatban, de az állóvizek felszínén elhelyezett szolár rendszerek továbbra sem bírnak jelentős piaci részesedéssel az Egyesült Államok napelem piacán. A Egyesült Államok energiáért és megújuló energiáért felelős minisztériumának Energia…

2020. június 2. kedd, forrás: mnnsz.hu

Egy lebegő napelemes rendszer telepítése az Egyesült Államokban még mindig újszerű erőfeszítésnek számít. A világ első „flotovoltaikus” (lebegő napelem) sorozatát egy évtizeddel ezelőtt telepítették egy kaliforniai borászatban, de az állóvizek felszínén elhelyezett szolár rendszerek továbbra sem bírnak jelentős piaci részesedéssel az Egyesült Államok napelem piacán.

A Egyesült Államok energiáért és megújuló energiáért felelős minisztériumának Energia Laboratóriuma (US Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory, NREL) 2018-ban kiadott egy tanulmányt, amelyben azt állították, hogy ha az Egyesült Államokban az ember által létrehozott vízfelületeknek csak a negyedén napelemeket telepítenének, akkor ezek fedeznék az ország energiaszükségletének 10%-át.

Legifelvetel-New-Jersey-közpark

A RETTEW, a Solar Renewable Energy és a J&J Solar most fejeztek be egy 4,4 MW kapacitású lebegő napelem rendszert Sayreville-ben, amely az első ilyen létesítmény New Jersey államban és a legnagyobb az Egyesült Államokban.

A tervező RETTEW és vállalkozói, a Solar Renewable Energy (SRE) és a J&J Solar új vizekre eveztek az Egyesült Államokban, amikor megépítették a lebegő napelemekből álló 4,4 MW-os sorozatot egy tárolásra használt tó vizén, Sayreville-ben, New Jerseyben. Jelenleg ez az egyetlen lebegő napelem sorozat ebben az államban, és a legnagyobb az egész országban. Ez biztosítja a Sayreville-i ivóvíz kezelő üzemhez szükséges energia 100%-át.

„Olyan „területet” használunk, amelyhez semmilyen egyéb értéket nem társítanak” – jelezte Jason Wert, a RETTEW Energy & Environmental Engineering vezető programigazgatója. „Nem vonunk el művelésre alkalmas területeket és alakítjuk át a napelemek számára. Nem vágunk ki erdőt a napelemeknek. Olyan erőforrást használunk fel, amely továbbra is erőforrás marad, és mi csak másodlagosan használjuk fel.”

Lebegővé tétel

A Sayreville-i lebegő napelemes rendszer minden érintett első ilyen projektje volt. A hazai lebegő napelemes rendszerek hiánya azt jelentette, hogy a RETTEW, az SRE, a J&J és alvállalkozóik kénytelenek voltak nemzetközi útmutatás után nézni vagy saját intuíciójukra hagyatkozni annak kitalálásához, hogy hogyan lehet a lehető legkedvezőbben elrendezni és igazítani a sorozatot.

„Úgy értem, hogy soronként haladva összesen 12 700 panelt bocsátottunk vízre, így ez elég intenzív feladat a kézi munkát és odafigyelést igénylő tevékenységből” – vélte Steve Crimmel, az SRE értékesítési igazgatója. „Beruháztunk a telepítést végző vállalkozónk előre történő betanításába. Azért döntöttünk emellett a beruházás mellett, hogy jól fel tudjunk készülni, még mielőtt éles helyzetbe kerültünk volna, és gyakoroltuk azt, amire szükség volt.”

Ez a lebegő elemek előre beszerzését és összeállítása gyakorlását jelentette, mielőtt bármit a vízre telepítettünk volna. Az építés során az alvállalkozók a lebegő elemeket egy 200 láb (61 méter) hosszúságú stégen állították össze, elhelyezték a panelek vezetékeit, és minden elkészült sort a vízbe engedtek. A legtöbb sort 27 lebegő elem alkotta, és a sorokat egy rugalmas, megdöntött rámpa segítségével bocsátották vízre, majd hajóval a mesterséges vízgyűjtő tó közepére vontatták és csatlakoztatták a sorozathoz.

Az alvállalkozók egy 200 láb (61 méter) hosszúságú stégen 12 700 panelt lebegő elemet szereltek össze, amelyek ugyanennyi napelem panelt fognak megtartani. A panelsorok összeszerelését követően hajóval a mesterséges vízgyűjtő tó közepére vontatták ezeket.

„Ennek az újdonsága azt is jelentette, hogy nekünk kellett vágnunk az utat az erdőn keresztül” – mondta Crimmel. „Nem volt hová menni, hogy megnézzük a legjobb horgonyzási módot, a legjobb összeszerelési módot, hogy mit kell tenni. De vicces, mert ha körülnézünk a világban, az emberek a különböző kontinenseken – némi mérnöki találékonyság segítségével – képesek hasonló módokat kitalálni ugyanannak a dolognak az elérésére.”

A rendszer moduláris felépítésű, minden részhez külön multiplexer dobozzal. Annak érdekében, hogy illeszkedjen a víztározó tó alakjához, a napelem sorozat fűrészfog alakú, így fennmarad a parttól való távolság. A sorozat HT-SAAE 345-W panelekből, Ciel és Terre Hydrelio lebegő elemekből és ABB inverterekből áll.

A projekt engedélyeztetése 2016-ban kezdődött, két és fél évet vett igénybe, ezt követte az építés hat hónapja. Ez alatt az időszak alatt a telepítők dolgoztak 37°C (100°F) hőmérséklet fölötti és fagypont alatti hőmérsékleten is. Meg kellett tanulniuk egy olyan felszínnel dolgozni, amely 3,65 métert (12 láb) emelkedhet vagy süllyedhet a lecsapódás, a leeresztés és a párolgás következtében, és olyan rendszert kellett tervezniük, amely figyelembe veszi ezt az ingadozást – valamint a hurrikán erősségű szelet is.

A terület engedélyek ügyében illetékes hatósága ragaszkodott hozzá, hogy a víz felszíni építményt ne a víz medréhez, hanem a víz partjához rögzítsék. Wert szerint a szabványos eljárás az, hogy a víz medrében rögzítik a lebegő napelemeket. Az ezt figyelembe vevő tervezés több időt igényelt a RETTEW részéről, hogy biztosítani tudják a nem hagyományos rögzítési technika megfelelőségét New Jersey időjárásának szempontjából.

Sayreville lebegő napelemes rendszere látja el energiával a város víztisztító létesítményét. A sorozat egy közparkban található, és bár a parthoz rögzítették, továbbra is maradt elég hely a horgászáshoz.

„Ha körülnézünk a világban, az ilyen rendszerek többségét a víztározók aljzatához rögzítik” – vélte Wert. „Költséghatékony, megbízható, és mérsékelt költségekkel jár – valószínűleg ez a leginkább költséghatékony lehetőség. Azonban New Jersey és más államok, amelyekkel együtt dolgozunk, nem feltétlenül értenek egyet velünk. Nem engedték, hogy a víztározó aljzatához rögzítsük, így a szokásos technikákat itt nem tudtuk alkalmazni, és valami igazán testre szabott megoldással kellett előállnunk a Sayreville-i munkánál.

„A rögzítés ténylegesen a tervezés legfontosabb része, és ezek a szélterhelések és a szabályozások együttesen olyan kockázatos helyzetet teremtettek, amelyet kezelni kellett” – folytatta. „Elárulhatom Önöknek, hogy ez volt a rengeteg ráfordított idő központi kérdése.

Szimbiózis jellegű kapcsolat

Most, hogy a napelemes projekt elkészült, Sayreville három víztisztító víztározó tava folyamatosan, normál módon üzemel. A közeli Raritan folyó a víztisztító közelében vezeti a víztározókba a vizet, a víztisztító naponta 7 millió gallon (26,5 millió liter) vizet képes megtisztítani, míg a teljes tároló kapacitása 14 millió gallon (53 millió liter). A három víztározó tó környezete erdős közpark, sétautakkal és horgászásra alkalmas helyekkel.

„Találkoztam pár horgásszal, akiket nagyon aggasztott [a napelem sorozat], és ezt mondtam nekik: „Hahó, kevesebb lesz az alga, sok a víz és az árnyék – így tényleg nagyok lesznek a sügérek”” mesélte Crimmel.

A lebegő szolár rendszerek képesek csökkenteni az algák mennyiségét, és az árnyékolás révén a párolgást is. Cserébe a vízre telepített rendszerek esetében csökkenhet a modulok hőmérséklete és nőhet a megtermelt energia mennyisége. Bár a lebegő napelemes projektek telepítése a vízen egyedi kihívásokat támaszt, a lebegő sorozatoknak előnye is van a talajra telepítettekkel szemben: a panelek nagyobb sűrűsége és kisebb telepítési lábnyoma.

Wert azt jelezte, hogy Sayreville-ben a rendszer túlteljesítette saját előrejelzett teljesítményét a nap legutóbbi delelése idején. Bár az ok még nem teljesen tisztázott, arra gondol, hogy a panelek képesek hasznosítani a lemenő napból érkező, a vízről visszatükröződő fényt.

Bár konkrét részleteket nem oszthatott meg, Wert arról számolt be, hogy a RETTEW több, még nagyobb méretű lebegő napelem projekt előkészítési szakaszánál tart.

„Azt hiszem, hogy a [lebegő napelem] viszonylag gyorsan fog fejlődni” – mondta. „Nem úgy tekintek erre, mint ami leelőzi majd a lakóépületek vagy a közművek szegmensét, [de] szerephez fog jutni a piacon, és lesz saját helye."

Forrás: solarpowerworldonline.com