Միջազգային էներգետիկ գործակալության 2020 թվականի զեկույցի համաձայն՝ արևային էներգիան էլեկտրաէներգիայի ամենաէժան աղբյուրն է պատմության մեջ։ Բայց ի տարբերություն հանածո վառելիքի էլեկտրակայանների՝ արևային տնտեսությունները պահանջում են մեծ տարածք՝ էլեկտրաէներգիայի պահանջարկը բավարարելու համար: Արևային տնտեսությունների մեծ մասը տեղադրված է հողային մակերեսներին, որոնք կարող էին օգտագործվել սննդամթերք աճեցնելու կամ վայրի բնության համար կենսամիջավայր ապահովելու համար:

Թեև էլեկտրաէներգիան և ջուրը դժվար է համատեղ պատկերացնել, բայց աշխարհում լողացող արևային կայանների թիվը գնալով աճում է: Լճի կամ ջրամբարի վրա լողացող արևային վահանակները կարող են մոտալուտ աղետ կանխագուշակել, սակայն վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս տեխնոլոգիան ավելի շատ էլեկտրաէներգիա է արտադրում տանիքին կամ գետնին տեղադրված արևային կայանների համեմատ և միևնույն ժամանակ անվտանգ է: Դա պայմանավորված է վահանակների տակ գտնվող ջրի սառեցման ազդեցությամբ, ինչը կարող է բարձրացնել համակարգերի էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը մինչև 12,5%:

Լճերն ու ջրամբարները շատ կարևոր են մարդկանց և մոլորակի համար։ Թեև քաղցրահամ ջրերը ծածկում են Երկրի մակերեսի 1%-ից պակասը, նրանք սնուցում են կենսաբազմազանության գրեթե 6%-ը և ապահովում են խմելու ջրով, մշակաբույսերի ոռոգմամբ, որոնք կենսական նշանակություն ունեն միլիարդավոր մարդկանց համար: Տագնապալի է, որ կլիմայի փոփոխությունը 1985 թվականից ի վեր մեկ տասնամյակի ընթացքում բարձրացրել է լճի մակերևույթի ջերմաստիճանը ամբողջ աշխարհում միջինը 0,34°C-ով, ինչը նպաստում է թունավոր ջրիմուռների ծաղկմանը, ջրի մակարդակի իջեցմանը, ջրի խորքերում թթվածնային սովին։

Գլոբալ տաքացումը դանդաղեցնելու համար էներգիան ածխաթթվացնելու մրցավազքում, կարո՞ղ է արդյոք անցումը լողացող արևային կայանների մեծացնել ծանրաբեռնվածությունը քաղցրահամ ջրի պաշարների վրա: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ խնամքով նախագծված լողացող արևային կայանները կարող են իրականում նվազեցնել կլիմայի փոփոխության սպառնալիքը լճերի և ջրամբարների համար:

Giles Exley-ը իր գործընկերների հետ օգտագործելով համակարգչային մոդելավորում, փորձեցին պարզել, թե ինչպես կարող են լողացող արևային կայանները ազդել լճի ջրի ջերմաստիճանի վրա: Սիմուլյացիան հիմնված է Windermere-ի վրա՝ Անգլիայի ամենամեծ և աշխարհի ամենալավ ուսումնասիրված լճերից մեկը:

Լողացող արևային կայանները նվազեցնում են լճի մակերեսին հասնող քամու և արևի լույսի քանակը՝ փոխելով ներսում տեղի ունեցող շատ գործընթացներ: Քանի որ յուրաքանչյուր լողացող արևային կայան ունի տարբեր ձևավորում, մենք սիմուլյացիաներ անցկացրեցինք տեսնելու համար, թե ինչպես է փոխվում լճի ջերմաստիճանը քամու արագության և արևի ճառագայթման ավելի քան 10000 եզակի համակցությունների պարագայում։

Հետազոտության արդյունքները ցույց են տվել, որ ջրի ջերմաստիճանի փոփոխությունները, որոնք առաջանում են լողացող արևային կայաններից, կարող են լինել նույնքան մեծ, որքան կլիմայի փոփոխությունը, սակայն հակառակ ազդեցությամբ։

Լողացող արևային կայանը, որը նվազեցնում է լճում քամու արագությունը և արևի ճառագայթումը 10%-ով, կարող է փոխհատուցել կլիմայի փոփոխության հետևանքով առաջացած տասնամյա տաքացումը: Սառեցման ամենամեծ ազդեցությունն ունեն կառույցները, որոնք ավելի շատ ստվերում են լիճը, քան պաշտպանում այն, նվազեցնելով արևի լույսը, քան քամին: Գոլորշիացումը իջնում է և լիճը սկսում է ավելի հաճախակի խառնվել, ինչը նպաստում է ջրի ավելի խորքերում թթվածնի քանակի մեծացամանը։

Այս ազդեցությունները կարող են տարբեր լինել՝ կախված լճի խորությունից, կայանի մակերեսից և գտնվելու վայրից: Բայց լճերում էկոլոգիական գործընթացների վրա ամենից շատ ազդում է քամու արագությունը և արևի լույսը, և հենց դրա վրա են կենտրոնացել մոդելավորումները:

Թեև սիմուլյացիաներից շատերը մատնանշում էին լճերի և լողացող արևային էլեկտրակայանների շահեկան իրավիճակի մասին, որոշներն առաջացրեցին անցանկալի կողմնակի ազդեցություններ: Փոքր թվով սիմուլյացիաների ժամանակ մենք պարզեցինք, որ լողացող արևային կայանները, որոնք նվազեցնում են լճի մակերևույթին քամու արագությունը արևի լույսի համեմատ, իրականում կարող են ընդօրինակել կամ ուժեղացնել կլիմայի փոփոխության հետևանքները՝ ավելացնելով ավելի խորը լճերում շերտավորման տևողությունը: Սակայն կարծում ենք, որ լողացող արևային էլեկտրակայանների ճիշտ և հաշվարկված նախագծումը կարող է նվազեցնել այդ ռիսկերը:

Լողացող արևային կայանների էներգիան վերջին հինգ տարիների ընթացքում աճել է ավելի քան հարյուր անգամ: Եթե ​​բոլոր արհեստական ​​ջրային մակերեսների միայն 1%-ը ծածկված լիներ լողացող արևային վահանակներով, ապա այն կարող էր արտադրել 400 ԳՎատտ էներգիա, ինչը բավարար է 44  միլիարդ լուսադիոդներ մեկ տարվա ընթացքում սնուցելու համար։

Լողացող արևային կայանների էներգիան, հավանաբար, կարևոր ներդրում կունենա գլոբալ էներգետիկ ռեսուրսների ածխաթթվացման գործում: Այս հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ սա կարող է լրացուցիչ առավելություն ունենալ՝ փոխհատուցելու ջերմաստիճանի բարձրացման հետևանքով լճերին հասցվող որոշ վնասները:

Այնուամենայնիվ, այս սիմուլյացիան ընդգրկում էր միայն լողացող արևային էներգիայի ֆիզիկական ազդեցությունները, իսկ այլ հարցեր մնում են չլուծված: Ինչպե՞ս են լողացող արևային կայանները փոխազդում լճի օգտագործման այլ ոլորտների հետ, ինչպիսիք են սպորտը կամ ջրային կուլտուրան: Ի՞նչ կլինի լճում ապրող վայրի բնության հետ:Կամ ո՞ր լճերն են լավագույնս հարմար լողացող արևային կայանի համար: Այս ամենը հասկանալու համար ուսումնասիրությունները դեռ նոր են սկսվում։

Նյութի աղբյուր՝ այստեղ