Ūdens fotoelements, kas pazīstams arī kā peldošais fotoelements, ir jauna veida fotoelektriskās enerģijas ražošanas metode. Tās galvenā iezīme ir uz ūdens virsmas uzbūvēt fotoelektrisko elektrostaciju. Tālāk ir sniegts detalizēts ievads par ūdens fotoelementu:
Darbības princips:
Fotoelementu paneļi ir iegremdēti ūdenī un izmanto saules enerģiju, lai pārveidotu gaismas enerģiju elektroenerģijā.
Kad gaisma spīd uz fotoelektrisko elementu, gaismas enerģija tiek absorbēta fotoelektriskajā šūnā un pārvēršas līdzstrāvā, izmantojot fotoelektrisko efektu.
Fotoelementu efekts attiecas uz fenomenu, ka fotoelementu un pusvadītāju materiālu mijiedarbība fotoelementos rada elektronu caurumu pārus, tādējādi radot strāvu.
Priekšrocības:
Ietaupiet zemi: būvēts uz ūdens virsmas, tas neaizņem zemes resursus un var samazināt zemes iegādes izmaksas.
Palieliniet enerģijas ražošanu: ūdenim ir dzesēšanas efekts uz fotoelektriskajiem moduļiem, kas var nomākt moduļu virsmas temperatūras paaugstināšanos, tādējādi palielinot elektroenerģijas ražošanu. Piemēram, saskaņā ar Japānas Hjogo prefektūrā veikto liela mēroga ūdens fotoelektrisko spēkstaciju eksperimentālo salīdzinošo analīzi, paneļu elektroenerģijas ražošana palielinājās par aptuveni 14% ūdens virsmas dzesēšanas efekta dēļ.
Samazināt iztvaikošanu un aļģu vairošanos: teorētiski tas var samazināt ūdens virsmas iztvaikošanu, nomākt aļģu vairošanos ūdenī un veicina ūdens resursu aizsardzību.
Ērta ekspluatācija un apkope: fotoelementu spēkstacija ir iebūvēta ūdenī, kas var samazināt putekļu piesārņojumu uz komponentiem un atvieglot komponentu tīrīšanu.
Tūrisma priekšrocības: fotoelementu komponenti ir glīti izvietoti uz ūdens virsmas, ko var izmantot kā raksturīgu atrakciju, lai sniegtu tūrisma priekšrocības.
Lietojuma scenāriji:
Lauksaimniecības un zivsaimniecības apvienošana: peldošu ūdens fotoelektrisko sistēmu uzstādīšana ūdeņos pie lauksaimniecības zemes un zivju dīķiem var nodrošināt saskaņotu lauksaimniecības un zivsaimniecības attīstību.
Rezervuāri un hidroelektrostacijas: uzstādot peldoša ūdens fotoelementu sistēmas rezervuāru un hidroelektrostaciju lejteces ūdeņos, var izmantot dubultās priekšrocības, ko sniedz saules enerģija un ūdens.
Pilsētas ainava: peldoša ūdens fotoelementu sistēmu uzstādīšana pilsētu upēs, ezeros un citos ūdeņos var uzlabot pilsētvidi un nodrošināt pilsētai jaunas ainavas.
Izaicinājumi un trūkumi:
Augstas prasības peldošām iekārtām: peldošai ūdens fotoelementiem ir nepieciešams peldošs aprīkojums, lai atbalstītu fotoelektriskos paneļus, un peldošā aprīkojuma veiktspējas prasības ir augstas.
Augstas vietas izvēles prasības: peldošā ūdens fotoelektriskā spēka lauka vieta ir jāizvēlas akvatorijā ar lielu platību, labiem apgaismojuma apstākļiem un labiem attīstības apstākļiem.
Ir daudz neskaidru faktoru: spēcīgi vēji, ūdens līmenis, ledus un citi faktori to ļoti ietekmē. Vienlaikus ir jāuzrauga, vai fotoelementu komponentiem nav negatīvas ietekmes uz ūdens kvalitāti un ūdens organismiem.
Rezumējot, ūdens fotoelementiem kā jaunam fotoelektriskās enerģijas ražošanas veidam ir ievērojamas priekšrocības un plašas pielietojuma perspektīvas, taču tai ir arī daži izaicinājumi un trūkumi. Attīstoties tehnoloģijām un samazinoties izmaksām, to ieviešana un pielietojums būs plašāks.