سيد محسن حسيني "برساووش"

مدت زماني است که در کشور عبارتي تحت عنوان ناترازي انرژي مصطلح شده است که معناي آن عدم تعادل بين توليد و مصرف نهاده هاي مختلف انرژي است. اين موضوع نوعا به معناي کمبود توليد انرژي نيست، بلکه دلايل اصلي آن به مصرف بيش ازحد انرژي مربوط مي‌شود که آن نيز علل متعددي دارد. از آنجا که معمولا بهره‌وري و اصلاح مصرف انرژي پيچيده تر و سخت تر از افزايش توليد است، لذا جهت گيري کشور به سمت افزايش توليد انرژي بويژه انرژي برق تمايل يافته است. توليد برق راههاي مختلفي دارد که معمول‌ترين آن نيروگاه‌هاي حرارتي با استفاده از سوخت‌هاي فسيلي است که بنا به دلايل متعدد از جمله معاهده نامه هاي بين المللي اقبال کمتري به توسعه آنها وجود دارد و توليد انرژي پاک از جمله توليد برق با استفاده از نور خورشيد، اخيرا در حال توسعه است و هدفگذاري اعلام شده در کشور، ايجاد  ميزان حداقل 30 هزار مگاوات نيروگاه مي باشد و در حال حاضر، پروژه‌هاي نيروگاه هاي تجديدپذير با ظرفيت 7000 مگاوات در کشور در حال اجراست. حسب اعلام استاندار گلستان، هدفگذاري توسعه نيروگاه خورشيدي در استان گلستان 2500 مگاوات است .محل نصب تجهيزات توليد برق خورشيدي به دو بخش تقسيم شده است، يکي بام منازل مسکوني و بناهاي اداري و توليدي و آموزشي و ديگري اراضي باير يا مراتع ضعيف استان که عمدتا در شمال استان قرار دارند. هر 1 کيلووات نيروگاه خورشيدي به حدود 15 تا 20 مترمربع زمين نياز دارد. نيروگاه 1 مگاواتي به حدود 2 هکتار و نيروگاهي با توان توليد 2500 مگاوات به حدود 5 هزار هکتار زمين نياز دارد. از سويي توسعه نيروگاه‌هاي خورشيدي براي استان و کشور ضروري بوده و فوريت دارد و از سوي ديگر، مراتع استان گلستان، هر چند ضعيف، ولي بهر حال توليد کننده بخشي از علوفه دام هستند و ايجاد نيروگاه هاي خورشيدي عملا کاربري آنها را تغيير داده و بنظر ميرسد که اين موضوع  به صلاح استان نباشد، لذا لازم است راه سومي را يافت که هر دو ضرورت را تامين کند. در استان گلستان که چالش‌هايي مانند کمبود زمين و بحران انرژي از دغدغه‌هاي اصلي هستند، صنعت انرژي خورشيدي به دنبال راهکارهاي نوآورانه براي توسعه خود است. يکي از بهترين اين راهکارها، احداث نيروگاه خورشيدي شناور است. اين تکنولوژي، پنل‌هاي خورشيدي را از خشکي به سطح آب‌ منتقل مي‌کند و از حلقه هاي موثر زنجيره #مديريت_يکپارچه_منابع_آب به شمار ميرود.

در نيروگاه خورشيدي شناور، پنل‌ها بر روي سازه‌هاي پلاستيکي (معمولاً از جنس پلي‌اتيلن با چگالي بالا) نصب مي‌شوند که قابليت شناوري دارند. اين سازه‌ها به هم متصل شده و يک پلتفرم بزرگ براي پنلهاي خورشيدي ايجاد مي‌کنند. کل سيستم شناور توسط کابل‌ها و لنگرهاي متصل به کف مخزن يا سواحل، در جاي خود ثابت و مهار مي‌شود تا در برابر باد و امواج مقاوم باشد.  برق توليدي توسط پنل‌ها از طريق کابل‌هاي مقاوم در برابر آب و فرسايش، به اينورترهاي نصب شده بر روي خشکي و سپس به پست و شبکه منتقل مي‌شود.

نصب پنل‌هاي خورشيدي روي آب داراي مزايايي است که به چند مورد از آنها اشاره مي‌شود: 1. صرفه‌جويي در زمين مهم‌ترين مزيت اين نوع نيروگاه است و در مناطقي مانند استان گلستان که با کمبود زمين باير براي احداث نيروگاه خورشيدي مواجه‌اند، استفاده از سطح آب به معني حفظ اراضي ارزشمند است.

2. افزايش راندمان: آب نسبت به خشکي، دماي پايين‌تري دارد. اين امر باعث خنک ماندن پنل‌هاي خورشيدي شناور مي‌شود. از آنجايي که راندمان پنل‌ها با افزايش دما کاهش مي‌يابد، خنک‌کنندگي طبيعي توسط آب راندمان توليد برق را 3 تا 15 درصد نسبت به نيروگاه‌هاي زميني مشابه افزايش ميدهد.

3. کاهش تبخير آب: تبخير آب از سطح سدها و مخازن يک چالش است. پوشش سطح آب توسط پنل‌هاي خورشيدي مي‌تواند بخشي از تبخير آب را کاهش و به بيان ديگر منابع آب در دسترس را افزايش دهد. همچنين با کاهش تابش آفتاب، توليد جلبک نيز در آب‌ها کاهش و کيفيت آب افزايش پيدا مي کند.

4. کاهش هزينه‌هاي آماده‌سازي زمين: نياز به تسطيح، خاک‌برداري يا آماده‌سازي‌هاي پيچيده زمين وجود ندارد و مي‌تواند هزينه‌هاي اوليه پروژه را کاهش دهد. 5. تميز ماندن نسبي پنل‌ها: در  محيط‌هاي آبي، ميزان گرد و غبار روي پنل‌ها کمتر از خشکي است که به تميز ماندن نسبي و کاهش نياز به تميزکاري‌هاي مکرر کمک مي‌کند. از سوي ديگر نيروگاه خورشيدي شناور چالش‌ها و ملاحظات حياتي نيز دارند از جمله: 1. هزينه اوليه احداث نيروگاه خورشيدي شناور کمي بالاتر از نيروگاه‌هاي زميني مشابه است. اين هزينه اضافي مربوط به سازه‌هاي شناور، سيستم‌هاي لنگراندازي و کابل‌کشي مقاوم در برابر آب است. ذکر اين نکته ضروري است که با پيشرفت تکنولوژي، اين اختلاف در حال کاهش است.

2. طراحي و نصب سيستم لنگراندازي و مهار بايد بسيار دقيق باشد تا در برابر بادهاي شديد و امواج  مقاوم باشد.

3. تمامي اجزا، به‌ويژه کابل‌ها، اتصالات الکتريکي و سازه‌هاي فلزي، بايد از مواد مقاوم در برابر رطوبت و خوردگي ساخته شوند. عمر پنل‌ها مشابه نيروگاه‌هاي زميني (25 تا 30 سال) است و سازه‌هاي شناور و سيستم‌هاي مهار نيز براي طول عمر طولاني طراحي مي‌شوند.

4. نگهداري و دسترسي: دسترسي به پنل‌ها براي تميزکاري، بازرسي و تعميرات ممکن است پيچيده‌تر و نيازمند تجهيزات خاص (قايق يا سکوهاي متحرک) باشد. به طور کلي، هزينه اوليه نيروگاه‌هاي شناور کمي بالاتر است، اما مزايايي مانند راندمان بالاتر، کاهش تبخير آب و عدم نياز به خريد زمين مي‌تواند هزينه تراز شده انرژي آن را در بلندمدت رقابتي سازد. تکنولوژي نيروگاه‌هاي خورشيدي شناور در سال‌هاي اخير در جهان رشد سريعي  داشته است.در کشورهاي سوئد و انگلستان راه‌اندازي نيروگاه خورشيدي شناور عملي بسيار منطقي و اصولي به شمار مي‌ رود. چين پيشگام در اين حوزه با بزرگترين نيروگاه‌هاي خورشيدي شناور جهان است. ژاپن و کره جنوبي به دليل محدوديت زمين، سرمايه‌گذاري قابل توجهي در اين تکنولوژي کرده‌اند. هند، ويتنام و تايلند نيز در حال توسعه پروژه‌هاي بزرگ شناور بر روي سدها و مخازن آب هستند. با وجود چالش‌هاي فني و هزينه اوليه نسبتاً بالاتر، مزاياي بلندمدت آن، به‌ويژه در مناطقي مانند گلستان که با کمبود زمين مواجه هستند، بسيار قابل توجه است و لازم است استان گلستان با داشتن چالش‌هاي جدي کمبود زمين و بحران انرژي،  بيشترين بهره را از تکنولوژي نيروگاه خورشيدي شناور ببرد. پتانسيل‌هاي اصلي در گلستان که بخشي از سطح مخازن انها ميتواند محل استقرار نيروگاه هاي خورشيدي شناور باشد ، عبارتند از:

1 - مخازن سدهاي بزرگ: در استان گلستان 14 سد بزرگ مخزني شامل کوثر، شهيد چمران، بوستان، گلستان، شهيد ايمري، شهيد قرباني، نگارستان، وشمگير، شهيد دستغيب، کرند، دانشمند، اينجه‌برون، تالاب - سد آلماگل و تالاب - سد آلاگل با مجموع سطح مخزن بيش از 5 هزار هکتار احداث شده و در دست بهره‌برداري است. مخازن سدهاي در دست‌ساخت نرماب، آقدکش، مختومقلي فراغي(چايلي)  و ميرداماد و سد در دست مطالعه بهارستان (راميان)  نيز مي توانند از ظرفيت‌هاي بالقوه احداث نيروگاه‌هاي خورشيدي شناور باشند.

2 - سدهاي کوچک مخزني و آببندانها : در استان گلستان بيش از 500 قطعه سد کوچک مخزني و آببندان احداث شده که بخشي متعلق به دولت و بخشي در مالكيت بخش خصوصي است که جمع سطح مخزن آنها بيش از 4 هزار هکتار است.

3 - استخرهاي کوچک ذخيره آب در مزارع کشاورزي و واحدهاي صنعتي نيز مي‌توانند ميزبان نيروگاه‌هاي شناور کوچک مقياس باشند که هم به تأمين برق در محل کمک مي‌کنند و هم تبخير آب را کاهش مي‌دهند.

4 - شبکه هاي آبياري و زهکشي موجود در  پاياب سدهاي بزرگ مخزني استان از ديگر از پتانسيل هاي نصب پنل هاي شناور است.

 نظر به اينکه سدهاي بزرگ و کوچک مخزني معمولا در اطراف، مجاورت و نزديکي خود داراي زيربناهايي مانند جاده و خطوط انتقال برق هستند، لذا صرفه جويي ديگري در اين بخش به عمل مي آيد.

نکته پاياني اينکه براي احداث هر پروژه نيروگاهي خورشيدي شناور در مخازن آبي  بايد مطالعات مجزا انجام شود. اميد است با همت تصميم گيران و سرمايه گذاران و استقرار بخشي از نيروگاه‌هاي خورشيدي استان بر روي سطح مخازن آبي، شاهد بهروري بيشتر و حلقه اي موثر در #مديريت_ يکپارچه_ منابع_ آب در استان گلستان باشيم.

کارشناس مسائل آب