Pustynne słońce napędza transformację energetyczną Zjednoczonych Emiratów Arabskich
Plan wobec miksu energetycznego Zjednoczonych Emiratów Arabskich obejmuje rozszerzenie stosowania OZE, szczególnie energii słonecznej. Jednak mimo klimatu sprzyjającego efektywności produkcji energii słonecznej, istnieją ograniczenia techniczne, którym mogą podlegać instalacje.
Dążenie do wypełnienia wymagań środowiskowych uzgodnionych na Porozumieniu Paryskim łączy Unię Europejską oraz aż 194 kraje. Głównym celem tych państw w bieżącym stuleciu jest redukcja globalnego ocieplenia do poziomu poniżej 1,5°C.
Cele środowiskowe świata i ich realizacja
Zjednoczone Emiraty Arabskie były pierwszym krajem z Bliskiego Wschodu, który przystąpił do tego porozumienia w 2015 roku. Dwa lata później, rząd Zjednoczonych Emiratów Arabskich przyjął pierwszą strategię dla sektora energetycznego w kierunku spełnienia zaakceptowanych norm.
Aby zbliżyć się do spełnienia kryteriów w dalszej przyszłości, udział energii odnawialnej w krajowym miksie energetycznym musi wzrosnąć aż trzykrotnie do 2030 roku od momentu wdrożenia postępowania według nowej strategii z 2017 roku.
Rekordowe elektrownie słoneczne
Obecnie zauważalny jest znaczny wzrost udziału OZE w produkcji energii w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Całkowita moc zainstalowana z samych paneli słonecznych wynosi w tym kraju 7,9 GW. Trwają jednak prace nad budową i wdrażaniem nowych projektów, więc dane te mogą szybko się zmieniać w perspektywie miesięcy, a szczególnie lat.
Jako jedną z pierwszych dużych instalacji tego rodzaju udało się sfinalizować elektrownię słoneczną Noor w pobliżu Abu Dhabi w 2019 roku. Jest to jedna z większych instalacji realizowanych przez niezależnego producenta. Liczy aż 3,3 miliona paneli słonecznych ulokowanych na jednym terenie, a dostarczają one 1,2 GW mocy.
W listopadzie 2023 roku, oddano do użytku elektrownię Al Dhafra. Jej moc zainstalowana to aż 2 GW i dostarcza energię do ponad 160 tysięcy gospodarstw domowych. Ponadto, również w 2023, ukończono piątą fazę rozbudowy Mohammed Bin Rashid Al Maktoum Solar Park. Projekt jest w procesie ciągłej rozbudowy, do 2030 roku ma osiągnąć aż 5 GW mocy.
Efektywność instalacji na pustyni – co na nią wpływa?
Na terenie Zjednoczonych Emiratów Arabskich słońce oświetla powierzchnię średnio aż 9,7 godzin dziennie. Możliwość wytwarzania energii przez instalacje jest więc przez długi czas dostępna. Mimo tego, istnieje wiele innych znaczących czynników, które decydują o efektywności farm słonecznych na pustyni.
Panele PV maksymalną efektywność osiągają w temperaturze około 25°C. Są jednak dostosowane do spełniania swoich funkcji w szerszych przedziałach. Na pustyni długo utrzymujące się temperatury powyżej 40°C obniżają skuteczność działania urządzeń.
Dlatego w budowie paneli uwzględnia się materiały o wysokiej odporności na działanie wysokich temperatur. Szczególnie cenione za efektywną absorpcję światła są cienkowarstwowe ogniwa z CdTe (z tellurkiem kadmu) oraz CIGS (z selenkiem indu, miedzi i galu). Powierzchnie urządzeń pokrywane są warstwami chroniącymi przed erozją wynikającą ze zderzeniami drobinek piasku z powierzchnią wystawioną na promienie słoneczne. Dodatkowe powłoki sprzyjają też zatrzymywaniu wody do chłodzenia albo czyszczenia urządzenia.
W obliczu wysokiej temperatury zatrzymywanie wody do chłodzenia i oczyszczania instalacji również jest wyzwaniem. Dlatego naukowcy z renomowanych ośrodków badawczych opracowują działania optymalizacyjne, żeby utrzymywać retencję wody. W pracy „Enhancing the performance of photovoltaic panels by water cooling”, egipscy badacze opracowali model poparty matematycznymi symulacjami, w którym wyznaczają parametry chłodzenia panelu PV, tak by był najefektywniejszy w pustynnych temperaturach.
Gromadzenie się piachu lub pyłu na powierzchni też wpływa niekorzystnie na proces otrzymywania energii słonecznej. Czynności konserwacyjne i czyszczenie są często wykonywane manualnie, jednak to rozwiązanie może nie wystarczać w przypadku każdej elektrowni. Na terenach tych, o znacznej powierzchni, o sprawności paneli decyduje użycie dronów.
W Emiratach Arabskich takie usługi dostarcza firma Premium Facilities Management. Dzięki temu innowatorskiemu podejściu drony dostają się do urządzeń nawet na najtrudniej dostępnych terenach i dokonują czynności czyszczących. Odbywa się to przy użyciu zoptymalizowanej ilości wody. Dzięki temu proces konserwacji staje się szybszy i bardziej ekologiczny w porównaniu do tradycyjnych metod.
Klimat oraz nowe ustalenia władz Zjednoczonych Emiratów Arabskich sprzyjają rozwojowi ogromnych farm słonecznych. Oprócz tego, że rząd kraju umożliwia budowę i rozwój inwestycji OZE o wielkiej skali, niezależni, indywidualni przedsiębiorcy również podejmują się tego zadania.
Czytaj też
Nowe projekty pojedynczych paneli zawierają coraz więcej usprawnień dostosowujących je do pracy w różnych rodzajach środowisk. Ochrona przed nagrzewaniem się okablowania i stratami energii do otoczenia jest na bieżąco rozwijana. Dzięki postępowi technicznemu instalacji związanych z energetyką słoneczną, realizacja celów pośrednich do 2030 roku staje się bardziej osiągalna.
Natalia Wróbel, SKN Energetyki
