סיכויי העתיד של אנרגיה פוטו-וולטאית ימית: החל מחיבור לרשת של פרויקט הפוטו-וולטאית הימי הגדול בעולם בשאנדונג

בשנים האחרונות, אנרגיה מתחדשת עולמית התפתחה במהירות, ובמיוחד טכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאית עשתה פריצות דרך מתמשכות. בשנת 2024 חובר בהצלחה פרויקט פוטו-וולטאי ימי פתוח הגדול בעולם לרשת החשמל בשאנדונג, סין, מה שמשך שוב את תשומת ליבה של התעשייה לעתיד הפוטו-וולטאית ימית. פרויקט זה לא רק מסמן את בגרותה של טכנולוגיית פוטו-וולטאית ימית, אלא גם מספק כיוון חדש לפיתוח אנרגיה מתחדשת בעתיד. אז מדוע פוטו-וולטאית ימית כה פופולרית? מהם סיכויי הפיתוח העתידיים?

1. יתרונות של אנרגיה פוטו-וולטאית ימית: מדוע כדאי לפתח אותה?

אנרגיה פוטו-וולטאית ימית (Offshore Floating PV) מתייחסת להתקנת מודולים פוטו-וולטאיים על פני הים לייצור חשמל. בהשוואה לאנרגיה פוטו-וולטאית יבשתית מסורתית, יש לה יתרונות רבים:

1. שימור משאבי קרקע

תחנות כוח פוטו-וולטאיות יבשתיות תופסות משאבי קרקע רבים, בעוד שפוטו-וולטאיות ימיות משתמשות במרחב האוקיינוס, מה שעוזר להקל על בעיות מתח יבשתי, במיוחד באזורים צפופי אוכלוסין או אזורים עם משאבי קרקע מועטים.

2. יעילות ייצור חשמל גבוהה יותר

בשל הטמפרטורה היציבה יחסית בים, אפקט הקירור של גוף המים מוריד את הטמפרטורה של מודולים פוטו-וולטאיים, ובכך משפר את יעילות ייצור החשמל.

מחקרים הראו כי ייצור החשמל של מערכות פוטו-וולטאיות ימיות יכול להיות גבוה ב-5%~10% מזה של מערכות פוטו-וולטאיות יבשתיות.

3. ניצול מקיף של אנרגיה מתחדשת

ניתן לשלב אנרגיה פוטו-וולטאית ימית עם אנרגיית רוח ימית כדי ליצור מערכת אנרגיה "משלימה של רוח ואנרגיה סולארית" ולשפר את יציבות אספקת האנרגיה.

ניתן לשלב זאת גם עם תעשיות כגון גידול ימי והתפלת מי ים כדי להשיג פיתוח משולב רב-תכליתי.

4. הפחתת חסימת אבק ושיפור ניקיון הפאנלים הפוטו-וולטאיים

מערכות פוטו-וולטאיות יבשתיות מושפעות בקלות מחול ובוץ, מה שגורם לזיהום פני השטח של מודולים פוטו-וולטאיים, בעוד שמערכות פוטו-וולטאיות ימיות מושפעות פחות מכך ויש להן עלויות תחזוקה נמוכות יחסית.

2. פרויקט הפוטו-וולטאי הימי הגדול בעולם: תפקידה של שאנדונג בהדגמה

החיבור המוצלח לרשת של פרויקט פוטו-וולטאית ימי פתוח הגדול בעולם בדונגיינג, שאנדונג, מסמן שלב חדש של פוטו-וולטאית ימית לקראת פיתוח מסחרי בקנה מידה גדול. מאפייני הפרויקט כוללים:

1. קיבולת מותקנת גדולה: תחנת כוח פוטו-וולטאית ימית ברמת ג'יגה-וואט, עם קיבולת מותקנת כוללת של 1 ג'יגה-וואט, היא הפרויקט הראשון בעולם שהגיע לרמה זו.

2. מרחק ארוך מהחוף: הפרויקט ממוקם באזור הימי 8 קילומטרים מהחוף, ומסתגל לסביבה הימית המורכבת, ומוכיח את ההיתכנות הטכנית של אנרגיה פוטו-וולטאית ימית.

3. שימוש בטכנולוגיה מתקדמת: השימוש ברכיבים עמידים בפני קורוזיה, מערכות תפעול ותחזוקה חכמות וסוגריים צפים שיפרו את אמינות ועמידות הפרויקט.

פרויקט זה אינו רק אבן דרך חשובה בטרנספורמציה האנרגטית של סין, אלא גם מספק ניסיון למדינות אחרות ללמוד ממנו ולקדם את פיתוח האנרגיה הפוטו-וולטאית הימית העולמית.

ג. מצב נוכחי ומגמות עתידיות של אנרגיה פוטו-וולטאית ימית עולמית

1. המדינות העיקריות בהן נעשה כיום שימוש באנרגיה פוטו-וולטאית ימית

כיום, בנוסף לסין, מדינות כמו הולנד, יפן וסינגפור פורסות באופן פעיל גם אנרגיה פוטו-וולטאית ימית.

הולנד: כבר בשנת 2019 הושק פרויקט "הסולאר של הים הצפוני" במטרה לבחון את היתכנות האנרגיה הפוטו-וולטאית הימית בים הצפוני.

יפן: מוגבלת על ידי שטח הקרקע, היא פיתחה במרץ טכנולוגיה פוטו-וולטאית צפה בשנים האחרונות ובנתה מספר תחנות כוח פוטו-וולטאיות ימיות.

סינגפור: פרויקט הפוטו-וולטאית הצף הגדול בעולם (60 מגה-וואט) נבנה והוא ממשיך לקדם יישומים פוטו-וולטאיים נוספים ימיים.

2. מגמות עתידיות בפיתוח אנרגיה פוטו-וולטאית ימית

(1) פיתוח משולב עם אנרגיית רוח ימית

בעתיד, אנרגיה פוטו-וולטאית ימית ואנרגיית רוח ימית יהוו בהדרגה מודל "משלים של אנרגיית רוח-סולארית", תוך שימוש באותו אזור ים לפיתוח אנרגיה מקיף. זה יכול לא רק להפחית את עלויות הבנייה, אלא גם לשפר את יעילות האנרגיה.

(2) פריצות דרך טכנולוגיות והפחתת עלויות

כיום, מערכות פוטו-וולטאיות ימיות עדיין מתמודדות עם אתגרים טכניים כגון קורוזיה מרסס מלח, פגיעות רוח וגלים ותחזוקה קשה. עם זאת, עם התקדמות טכנולוגיות כגון רכיבים פוטו-וולטאיים עמידים בפני קורוזיה, תפעול ותחזוקה חכמים וניהול אופטימיזציה של בינה מלאכותית, עלויות הבנייה והתחזוקה של מערכות פוטו-וולטאיות ימיות יפחתו בהדרגה בעתיד.

(3) תמיכה במדיניות ובהשקעה

ממשלות של מדינות שונות מגבירות את תמיכתן במדיניות לאנרגיה פוטו-וולטאית ימית, לדוגמה:

סין: "תוכנית החומש ה-14" תומכת בבירור בפיתוח אנרגיה חדשה ימית ומעודדת פיתוח מתואם של אנרגיה פוטו-וולטאית ימית ואנרגיית רוח ימית.

האיחוד האירופי: הציע את "העסקה הירוקה האירופית" ומתכנן לבנות בסיס אנרגיה מתחדשת ימי בקנה מידה גדול עד 2050, שמתוכו תהווה אנרגיה פוטו-וולטאית נתח משמעותי.

IV. אתגרים ואסטרטגיות התמודדות עם אנרגיה פוטו-וולטאית ימית

למרות שלאנרגיה פוטו-וולטאית ימית יש פוטנציאל רחב, היא עדיין עומדת בפני כמה אתגרים, כגון:

1. אתגרים טכניים

עיצוב עמיד בפני רוח וגלים: רכיבים פוטו-וולטאיים ותושבות צריכים לעמוד בסביבות ימיות קשות (כגון טייפונים וגלים גבוהים).

חומרים נגד קורוזיה: מי ים הם חומרים קורוזיביים מאוד, ומודולים פוטו-וולטאיים, סוגריים, מחברים וכו' צריכים להשתמש בחומרים עמידים בפני קורוזיה בריסוס מלח.