Солнечные панели над каналами позволяют одновременно вырабатывать энергию и экономить воду

В Индии вновь обратили внимание на солнечную электростанцию, установленную непосредственно над ирригационным каналом. Панели вырабатывают электроэнергию, не занимая сельскохозяйственные земли, а создаваемая ими тень уменьшает испарение воды.

Речь идёт не о новой установке. Пилотный проект мощностью 1 МВт возле деревни Чандрасан в штате Гуджарат был запущен ещё в 2012 году. Нынешним информационным поводом стало исследование его долговременной работы и постепенного снижения производительности, опубликованное в 2025 году в журнале Energy for Sustainable Development.

Электростанция вместо навеса над водой

Панели размещены на стальной конструкции над участком канала протяжённостью около 750 метров. Проект реализовала Государственная электроэнергетическая корпорация Гуджарата при участии компании Sardar Sarovar Narmada Nigam, управляющей каналами.

Расчётная годовая выработка станции составляет около 1,6 млн кВт·ч. Одновременно конструкция позволяет сохранить примерно 9 млн литров воды в год за счёт уменьшения испарения и не требует выделения около шести акров земли под обычную наземную солнечную электростанцию.

Для густонаселённых сельскохозяйственных районов это принципиально важно. Строительство крупных солнечных парков обычно конкурирует с земледелием за свободные участки, тогда как каналы уже занимают протяжённые инфраструктурные коридоры.

Фактически одна и та же территория используется сразу для трёх задач: передачи воды, производства электроэнергии и сокращения потерь влаги.

Что показало исследование спустя более десяти лет

Авторы новой работы изучили фактическую эксплуатацию пилотной станции и состояние фотоэлектрических модулей. Средняя скорость снижения их производительности составила около 1,3% в год.

Деградация солнечных панелей является обычным процессом: со временем на их работу влияют температура, влажность, ультрафиолетовое излучение, пыль, коррозия, старение материалов и механические нагрузки.

Однако для установок над водой условия отличаются от обычных наземных электростанций. Повышенная влажность потенциально может ускорять коррозию и повреждение изоляции. Одновременно вода под конструкцией способна несколько охлаждать панели, которые при чрезмерном нагреве вырабатывают меньше электроэнергии.

Само наличие канала поэтому не гарантирует автоматического повышения эффективности. Результат зависит от высоты конструкции, движения воздуха, местной температуры, влажности, загрязнения поверхности и качества технического обслуживания.

Ранее исследование более крупной индийской станции мощностью 10 МВт показало средний коэффициент производительности около 77,9% и деградацию примерно на 1,93% в год.

Панели экономят воду, но не полностью останавливают испарение

Затенение уменьшает нагрев поверхности канала и объём воды, переходящей в атмосферу. Однако заявление о сохранении 9 млн литров относится к проектной оценке, а не означает, что весь этот объём ежегодно подтверждался прямыми измерениями на протяжении всего срока эксплуатации.

Фактическая экономия зависит от температуры, ветра, влажности, ширины и глубины канала, скорости течения, площади покрытия и времени года.

Кроме того, сплошное перекрытие каналов может влиять на водную экосистему. Сокращение солнечного света способно ограничить рост водорослей, что иногда считается преимуществом для эксплуатации канала. Но изменение освещённости и температуры воды может также менять условия для водных организмов, поэтому такие последствия требуют оценки на конкретных объектах.

Почему панели не устанавливают над всеми каналами

Главное препятствие — стоимость конструкции.

На обычной солнечной электростанции панели устанавливаются на сравнительно простые наземные опоры. Над каналом необходимы длинные пролёты, устойчивые к ветру и коррозии, которые не должны мешать движению воды, очистке русла и ремонту гидротехнической инфраструктуры.

Обслуживание также усложняется. Работникам необходимо безопасно добираться до модулей, очищать их от пыли и менять оборудование над действующим водным объектом.

Исследования и отраслевые обзоры показывают, что установки над каналами могут быть экологически привлекательными, но часто проигрывают обычным солнечным паркам по стоимости и удобству эксплуатации.

Поэтому технология особенно оправданна там, где свободная земля дорога, испарение воды велико, а канал проходит рядом с потребителями и электрическими сетями.

Индия пыталась масштабировать технологию

После запуска пилотного объекта в Гуджарате была построена более крупная электростанция мощностью 10 МВт над каналом в районе Вадодары.

В 2014 году индийское правительство запустило демонстрационную программу поддержки солнечных проектов над каналами и вдоль их берегов. Первоначально она предусматривала создание установок общей мощностью 100 МВт. Федеральное министерство возобновляемой энергетики продолжает относить солнечные станции над каналами и на их берегах к числу применявшихся в стране схем поддержки.

Однако технология не получила такого массового распространения, как обычные наземные и крышные электростанции. Причинами стали дополнительные капитальные расходы, сложность строительства и обслуживания, а также неодинаковая пригодность каналов.

Расчёты, согласно которым покрытие части каналов Гуджарата могло бы обеспечить тысячи мегаватт мощности и сэкономить десятки миллиардов галлонов воды, остаются сценарными оценками. Они показывают технический потенциал, но не являются планом уже профинансированного строительства.

Двойная польза, но не универсальное решение

Индийский проект подтвердил, что солнечная электростанция над каналом может работать более десяти лет и одновременно решать энергетическую и водохозяйственную задачи.

При этом его часто представляют как свежую технологическую новость, хотя сама установка действует с 2012 года. Новым является не появление полосы панелей над водой, а получение данных об их долговечности и фактической деградации.

Главное преимущество подобных систем — использование уже занятого пространства. Они позволяют не изымать плодородную землю, сокращают часть испарения и могут вырабатывать энергию рядом с сельскохозяйственными потребителями.

Главный недостаток — более сложная и дорогая инженерная конструкция. Поэтому солнечные каналы могут дополнять обычную генерацию в отдельных жарких и маловодных регионах, но вряд ли станут универсальной заменой наземным солнечным электростанциям.