Солнечные батареи отбрасывают тень

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Фотоэлектрические системы, преобразующие свет в электрический ток, казалось бы, всем хороши. Но это не так. Во-первых, кпд еще не так высок, а производство самих батарей — дело дорогое и муторное. Во-вторых, размещение солнечных панелей требует места. Если вы будете укладывать их на землю, то, чтобы получить значительную мощность, придется занять большие площади. Значит, они выпадут из оборота — ни поле засеять, ни дом построить.

А что если укладывать солнечные панели на поверхность водоемов, которые не представляют особой ценности? К примеру — там не разводят и не ловят рыбу. Но, как выяснилось, это плохое решение, хотя им уже вовсю пользуются во всем мире, размещая солнечные батареи на поверхности водохранилищ, озер и прудов.

Исследователи из Корнельского университета в Нью-Йорке детально исследовали, как изменяется жизнь водоема, на поверхности которого лежат солнечные панели.

В эксперименте участвовали шесть прудов размером 30×30 метров и глубиной 1,85 метра. Эти пруды были созданы еще в 60-х годах. Они постепенно зарастали водорослями, не содержали рыб и были похожи друг на друга по химии и биологии.

Летом 2023 года исследователи установили плавучие солнечные панели на трех из шести прудов. Панели покрывали около 70% поверхности водоемов. А затем в течение двух лет ученые фиксировали, как менялись температура, содержание кислорода, а также выбросы углекислого газа и метана из этих прудов и в трех других прудах, которые служили контролем.

Буквально через несколько дней после размещения панелей начали проявляться первые изменения. Температура воды в водоемах начала падать, концентрация кислорода в воде — тоже. Очень быстро вода на дне пруда практически полностью лишилась кислорода. В результате планктон, водные растения и микробы на дне пруда серьезно пострадали. Поскольку солнечная батарея затеняет водоем, планктон и водные растения получают меньше света для своего фотосинтеза. Кроме того, покрытие поверхности воды препятствует газообмену между водой и атмосферой.

Таким образом, из-за изменения химического состава воды и недостатка кислорода на дне водоема образуется повышенное количество метана. Пузырьки метана поднимаются к поверхности воды в виде пузырьков газа и выбрасываются в воздух в тех местах, которые еще не закрыты панелями.

В эксперименте выброс метана из пузырьков в прудах с плавающей фотоэлектрической энергией увеличился на 57%. Иными словами, пруды с солнечными батареями превратились в ловушки для парниковых газов (Environmental Science & Technology).

Ученые полагают, что закрывать поверхность пруда солнечными панелями можно не более чем на 15%. Но знаете, на мой взгляд, это ясно и без всякого эксперимента. В Германии, кстати, разрешают закрывать не более 15% водоема плавающей фотоэлектрической энергией, потому что здравый смысл не нуждается в подтверждении.