Recientemente, la energía fotovoltaica acuática de mi país ha vuelto a protagonizar un momento destacado.
El 31 de marzo, el primer proyecto fotovoltaico tridimensional de mi país para uso marino, el proyecto de generación de energía fotovoltaica Binzhou New Energy de 850.000 kilovatios, se conectó con éxito a la red a plena capacidad. El proyecto se ubica al norte de la ciudad de Binhai, distrito de Zhanhua, ciudad de Binzhou, provincia de Shandong, y ocupa 6.200 hectáreas de marismas. Adopta el modelo de economía circular de "generación de energía fotovoltaica acuática + acuicultura submarina", considerando la extracción de sal y bromo del agua de mar. A través de derechos tridimensionales en capas, se ha logrado el desarrollo tridimensional y la utilización integral del espacio marino.
Se entiende que después de que el proyecto se ponga en funcionamiento a plena capacidad, puede generar 1.286 mil millones de kilovatios-hora de electricidad y reducir las emisiones de dióxido de carbono en 917.700 toneladas por año, mostrando buenos beneficios económicos, sociales y ambientales.
En los últimos años, a medida que los recursos terrestres disponibles para la energía fotovoltaica se han vuelto cada vez más escasos, la energía fotovoltaica acuática ha recibido una atención generalizada debido a sus diversas ventajas y se ha aplicado con éxito en varios escenarios, como lagos, ríos, marismas y en alta mar.
En particular, los proyectos de generación de energía fotovoltaica en alta mar han abierto un vasto espacio oceánico para el desarrollo de la energía verde fotovoltaica, llenando el vacío de los recursos fotovoltaicos terrestres cada vez más escasos.
Los datos relevantes muestran que, a la fecha, más de 60 países y regiones de todo el mundo están Se promueve activamente el desarrollo de centrales fotovoltaicas marinas, de las cuales más de 35 países y regiones cuentan con más de 350 centrales fotovoltaicas flotantes. Como país líder en energía fotovoltaica, las provincias costeras de China, como Shandong, Jiangsu, Zhejiang, Liaoning y Guangdong, también están implementando activamente la energía fotovoltaica marina y llevando a cabo sus propios proyectos. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la energía fotovoltaica acuática, cada vez más personas se preguntan: ¿Afectará la energía fotovoltaica acuática a la calidad del agua? ¿Cuál es su impacto en el medio ambiente? ¿Y acaso el modelo complementario de peces y luz no tiene ningún impacto en la piscicultura?
¿Afectarán las centrales fotovoltaicas en el agua a la calidad del agua?
¿Afectará la instalación de centrales fotovoltaicas en la superficie del agua a la calidad del agua? De hecho,Equipos de investigación científica extranjeros ya han llevado a cabo investigaciones sistemáticas sobre este tema.
Desde 2020, BayWa re, el proveedor líder europeo de soluciones fotovoltaicas de superficie, ha realizado durante más de un año un estudio de impacto ambiental de una central fotovoltaica de superficie de 27,4 MW ubicada en una cantera de los Países Bajos con la ayuda de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Hanze, la Universidad de Groningen y el instituto de investigación Buro Bakker / ATKB. En mayo de 2021, el primer lote de resultados de la encuesta publicado por BayWa re mostró que las centrales fotovoltaicas de superficie no afectarán la calidad del agua. Según el informe, el contenido de oxígeno en el agua bajo los paneles solares cambia poco en un año, el viento y la luz solar aún pueden alcanzar fácilmente la superficie del agua bajo los módulos, y las desviaciones medidas se deben principalmente a cambios en las condiciones climáticas. La calidad del agua bajo el sistema flotante se mantiene al mismo nivel que las aguas adyacentes. A principios de 2021, la Revista Internacional de Tecnología Baja en Carbono también publicó un informe relacionado. Mediante la instalación de módulos fotovoltaicos de superficie con diferentes ángulos de cobertura e inclinación y el monitoreo de los parámetros de calidad del agua de las masas de agua subyacentes, los resultados mostraron que no hubo efectos adversos en la calidad del agua. Por el contrario, los datos mostraron que las concentraciones de nitrato y clorofila en las masas de agua también mejoraron: la concentración más alta de nitrato disminuyó un 14% y la concentración promedio de clorofila en aguas superficiales disminuyó un 17,5%. Esto se debe a que los módulos fotovoltaicos cubren la superficie del agua, reduciendo la evaporación y bajando su temperatura, inhibiendo así la reproducción de algas.
Un estudio en el Reino Unido descubrió que las centrales solares superficiales pueden, a su vez, mejorar la calidad del agua de ríos y lagos. Esto se basa en el descubrimiento de que cuando la masa de agua se calienta por la luz solar y se divide en dos capas con diferentes temperaturas, la masa de agua del fondo se desoxigena y la calidad del agua se reduce. Tras la instalación del sistema fotovoltaico en la superficie, la duración de la estratificación de la masa de agua se acortará, lo que puede contribuir en cierta medida a la protección de la calidad del agua. Este descubrimiento destaca al menos dos aspectos del valor de Energía fotovoltaica basada en agua:
1. Reducir el impacto del calentamiento global en las masas de agua en los próximos meses y años;
2. Proteger la calidad del agua de las fuentes de agua potable.
De hecho, se han aplicado numerosos sistemas fotovoltaicos basados en agua a las fuentes de agua potable. Por ejemplo, el Proyecto Fotovoltaico del Embalse Tengger de Singapur, que se completó y puso en funcionamiento en 2021, es actualmente el mayor proyecto fotovoltaico de embalse de agua potable del mundo. La electricidad que genera puede alimentar cinco plantas de tratamiento de agua locales, cubriendo aproximadamente el 7 % de las necesidades energéticas anuales de la Autoridad del Agua de Singapur y demostrando la protección y el desarrollo innovador de las fuentes de agua potable en todo el mundo.
¿Qué impacto tendrá la energía fotovoltaica basada en agua en el entorno ecológico?
Los grandes paneles fotovoltaicos se instalan en la superficie del agua durante largos periodos. Además de considerar su impacto en la calidad del agua, también deben considerarse los cambios en el entorno ecológico subacuático. El artículo "Análisis y contramedidas del impacto de las centrales fotovoltaicas superficiales en el entorno ecológico de las zonas acuáticas", publicado por el Monitoreo del Medio Ambiente Ecológico de las Tres Gargantas en 2018, señaló que los principales elementos del entorno ecológico afectados por las centrales fotovoltaicas superficiales durante su funcionamiento son el plancton y los peces. En el caso del plancton, el principal impacto de las centrales fotovoltaicas superficiales es el bloqueo a largo plazo de la luz solar, lo que debilita la capacidad fotosintética del fitoplancton y dificulta en cierta medida su crecimiento y reproducción. Y la reducción en la cantidad de fitoplancton provocará una disminución en la cantidad de zooplancton que se alimenta de él.Para los peces, la operación a largo plazo de centrales fotovoltaicas en la superficie del agua no tendrá un impacto directo en ellos, pero podría provocar una disminución de sus organismos de cebo, es decir, una disminución en la cantidad de zooplancton.
Sin embargo, con la continua innovación y desarrollo de la tecnología fotovoltaica en la superficie del agua, también está aumentando la conciencia sobre la protección del entorno ecológico acuático en la etapa de diseño de ingeniería del proyecto. Al desarrollar masas de agua con ecosistemas relativamente maduros, como grandes lagos y embalses, desde la proporción de la superficie cubierta por módulos fotovoltaicos hasta los métodos específicos de diseño, todos avanzan hacia el mantenimiento de una dirección saludable y sostenible del ecosistema acuático.
¿Es realmente viable la complementariedad entre peces y luz?
Dado que, para los peces, la instalación de una central fotovoltaica superficial solo reducirá la cantidad de organismos que sirven de cebo, ¿cómo se comportan los peces de cultivo bajo el sistema fotovoltaico superficial? Veamos algunos casos reales.
El proyecto de complementariedad entre peces y luz Jinshan de 100 MW, de la empresa Huadian Zhaoqing, ubicado en el distrito de Gaoyao, ciudad de Zhaoqing, provincia de Guangdong, cuenta con un estanque de peces de aproximadamente 1200 acres, con hileras de paneles fotovoltaicos de cuatro o cinco metros de altura, cuidadosamente dispuestos. La generación de energía fotovoltaica se puede utilizar en la parte superior y la cría de peces y patos en la parte inferior.
Se entiende que el proyecto no fue reconocido inicialmente por los aldeanos, y todos temían que la instalación de paneles fotovoltaicos en el estanque afectara la reproducción. Pero después de la primera Se introdujeron en la cría de peces y patos, y pronto se apreciaron las ventajas de la complementariedad entre peces y luz. En veranos anteriores, debido a las altas temperaturas constantes, los piscicultores solían sufrir grandes pérdidas de alevines de peces y patos, y no existía una solución eficaz. Hoy, la sombrilla fotovoltaica de 4 metros de altura del estanque proporciona sombra. Ya se trate de peces o patos en el agua, la tasa de supervivencia ha aumentado, lo que se ha convertido en el beneficio más directo del modelo de "complementariedad entre peces y luz". Algunos agricultores han calculado que la ganancia por mu de un estanque de peces solía ser de unos 1000 yuanes, pero ahora puede alcanzar los 2000 o incluso los 3000 yuanes con paneles fotovoltaicos, lo que puede aumentar los ingresos en cientos de miles de yuanes al año. Fangchenggang Xinrun Breeding Co., Ltd., ubicada en el Golfo de Beibu, Guangxi, también emprendió el desarrollo de la "complementariedad entre peces y luz" en 2017. Un panel de generación de energía fotovoltaica con una capacidad total de 80 MW está instalado sobre la base de cría. La generación anual de energía ha generado considerables beneficios económicos para la empresa. Solo en 2022, la generación de energía alcanzará casi los 100 millones de kWh, con unos ingresos de unos 70 millones de yuanes. Se siguen criando peces y camarones bajo paneles fotovoltaicos. Con la ayuda de soportes fotovoltaicos, la base ha equipado cada estanque de cría con un invernadero de acero, cubierto con paneles aislantes y películas impermeables. La temperatura del agua alcanza unos 25 °C, lo que permite que el cultivo de camarones en invernaderos fotovoltaicos refresque en verano y mantenga el calor en invierno. Al adoptar un modelo de cría escalonada en fábrica, la temperatura y la humedad del estanque de cría se pueden ajustar eficazmente para crear un entorno de crecimiento óptimo para los camarones.La producción de camarón blanco en Sudamérica ha alcanzado más de diez veces la de la cría tradicional en estanques terrestres.
Al observar el mundo, se observan recursos extremadamente ricos como océanos, ríos, lagos y embalses. Las centrales fotovoltaicas hidráulicas son, sin duda, el tercer frente para eliminar las limitaciones de los recursos terrestres y expandir la generación de energía fotovoltaica. Sin embargo, a medida que se expande la escala de la generación de energía fotovoltaica hidráulica, aún es necesario prestar atención al impacto de los proyectos de generación de energía fotovoltaica hidráulica no complementarios a la fotovoltaica de peces en el medio ambiente. Cómo mantener el desarrollo saludable de la industria fotovoltaica hidráulica con soluciones y materiales de diseño más ecológicos y respetuosos con el medio ambiente se ha convertido en una importante prueba para la industria.
