جای خالی نیروگاه‌های شناور خورشیدی در ایران

کیانوش رضاپور
کارشناس ارشد مهندسی صنایع در حوزه آب و انرژی
ایران سرزمین کم بارشی است و با توجه به پیامدهای تغییرات اقلیمی و وجود خشکسالی باید برای رفع کم‌آبی در کشور از هر طریقی جلوی هدر رفت آب را گرفت. برای مقابله با این معضل در سال‌های گذشته احداث سدها در دستور کار قرار گرفت. اما مشکل تبخیر سطحی از سدها نیز به‌عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل هدر رفتن آب در کشور به وجود آمد. از جمله عوامل مؤثر در تبخیر شدید آب تابش آفتاب است و در حال حاضر آفتاب‌گیر بودن کشور از عوامل مؤثر در تشدید بحران کم‌آبی است. تبخیر عاملی است که امروزه به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مؤلفه‌های تشدید خشکسالی در کشورهای جهان، بویژه در مناطقی که خشک هستند یاد می‌شود. از جمله راهکار‌های پیشنهادی برای کاهش تبخیر از سطح سدها و استخر‌های ذخیره‌سازی آب می‌توان به ذخیره آب در مخازن سر پوشیده، توسعه مخازن زیرزمینی آب، استفاده از پنل‌های خورشیدی برای تولید همزمان برق خورشیدی و جلوگیری از تبخیر سطحی آب اشاره کرد.
انرژی خورشیدی از مهم‌ترین منابع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین است. استفاده بهینه از این انرژی باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی برای مصارف می‌شود. قرار دادن سلول‌های خورشیدی روی آب، علاوه بر جلوگیری از تبخیر سطحی، سهم بسزایی در تولید انرژی پاک را به همراه خواهد داشت. تجربه ساخت این نوع نیروگاه‌ها نشان می‌دهد که نیروگاه‌های شناور خورشیدی چه در مقیاس نسبتاً کوچک در ژاپن چه در مقیاس صنعتی در انگلستان و چین تبخیر از سطوحی که شناورساز‌ها و صفحات خورشیدی پوشانده تا حدود ۸۰ درصد کاهش می‌یابد. اگرچه در ایران برخلاف بسیاری از کشور‌ها مانند ژاپن و انگلستان زمین کافی برای نیروگاه‌های خورشیدی وجود دارد، اما اگر این نیروگاه‌های خورشیدی روی سطح مخازن سدهای کشور نصب شوند، نه تنها میزان قابل‌توجهی انرژی پاک تولید و از تولید گاز‌های گلخانه‌ای جلوگیری می‌شود؛ بلکه جلوی تبخیر مقادیر معتنابهی آب گرفته شده و حداقل بخشی از تهدید، به فرصت تبدیل خواهد شد. مزیت قابل‌توجه نیروگاه‌های خورشیدی شناور روی سدها و دریاچه‌ها، عدم استفاده از فضای زمین است که می‌توان از این فضای خالی برای دیگر کاربری‌هایی همچون کشاورزی یا ساخت‌وساز بهره‌ گرفت. مزیت دیگر این نیروگاه‌های خورشیدی شناور، اثر سرمایشی آب است که می‌تواند عملکرد پنل خورشیدی را 10 تا 2۰ درصد بهبود بخشد. طی گذر زمان، این امر باعث کاهش چشمگیر هزینه تولید برق خورشیدی می‌شود. دیگر مزایای بالقوه علاوه بر کاهش تبخیر آب، بهبود کیفیت آب و کاهش رشد جلبک‌ها، خواهد بود. در کنار همه این مسائل بخش بزرگی از ایران با معضل گرد و غبار مواجه است. قرار گرفتن نیروگاه‌های شناور خورشیدی بر بستری از آب، همچون دریاچه پشت سد‌ها نه تنها احتمال قرار گرفتن صفحات خورشیدی در معرض آلاینده‌های هوا همچون گرد و غبار را کمتر می‌کند بلکه هزینه تمیز کردن این صفحات را نیز کاهش می‌دهد. افزون بر این، نصب پنل‌های خورشیدی روی کانال‌های آب سطحی و کشاورزی نیز در زمره کاربردهای جدید به شمار می‌رود که همچون پنل‌های شناور ضمن دارا بودن مزیت جلوگیری از تبخیر آب، از مزیت عدم اشغال زمین نیز برخوردار است و می‌تواند در مناطقی که با محدودیت زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی مواجه هستند، گزینه‌ قابل‌توجهی به‌حساب آید. به طور متوسط تابش آفتاب در ایران روزانه 12 ساعت است و میزان انرژی موجود در نور خورشید به طور متوسط 1000 وات بر متر مربع است. اگر به طور میانگین بازده یک سلول خورشیدی را 15درصد در نظر بگیریم، با استفاده از یک متر مربع از این تکنولوژی می‌توان 150 وات برق تولید کرد که در مساحت‌های بیشتر، مقدار تولید بسیار قابل توجه خواهد بود که می‌تواند در زمان بسیار کوتاهی هزینه‌های اولیه را مستهلک کند که توجیه اقتصادی این نوع نیروگاه‌ها را تضمین می‌کند. همچنین با توجه به تعهد ایران به پیمان‌های بین‌المللی برای کاهش گاز‌های گلخانه‌ای که به ازای هر کیلو وات الکتریسته تولید شده توسط سلول‌های خورشیدی در طول یک سال تولید دی اکسید کربن که مهم‌ترین عامل آلودگی است به میزان یک تن کاهش می‌یابد و وجود ۳۰۰ روز کاملاً آفتابی در سال، کاهش ۸۰ درصدی تبخیر آب از سطح نیروگاه‌های خورشیدی شناور و مشوق‌های فراوان برای حرکت به سمت انرژی‌های پاک، چنین نیروگاه‌هایی را به گزینه‌ای ایده‌آل برای ایران تبدیل کرده است.  همچون هر پروژه‌ای، گام‌های آغازین و برنامه‌ریزی قابل اتکا برای استفاده از فناوری نیروگاه‌های شناور خورشیدی اهمیتی بنیادین دارد. تدوین پروتکل‌های زیست‌محیطی برای چنین سازه‌هایی در کشور،  شناسایی مستعدترین مناطق برای احداث نیروگاه‌های شناور خورشیدی و تدوین تعرفه‌های متناسب برای خرید برق از چنین نیروگاه‌هایی از جمله این اقدامات است.