Австрия только что подключила первые 60 из 800 вертикальных солнечных крестов к ледниковому горнолыжному курорту на высоте 9350 футов, где в суровую зиму выпадает 26 футов снега, и никто их никогда не чистит — каждый крест имеет такую ​​форму, что ветер продувает кратер вокруг него, который служит зеркалом на обратной стороне панели.

Если у вас есть солнечные батареи везде, где идет снег, вы уже знаете этот ритуал. Надвигается буря, массив темнеет, и вы либо ждете неделю, пока солнце сожжет снег, либо забираетесь туда с ракелем с длинной ручкой и рискуете.

Теперь поместите эту проблему на ледник на высоте 9350 футов, где в суровую зиму может выпасть 26 футов снега, и повесьте на другой его конец весь счет за электричество горнолыжного курорта. Такова ситуация на леднике Тифенбах над Зельденом, в австрийской долине Эцталь.

Решение, которое придумал тирольский стартап, заключалось в том, чтобы перестать наклонять панели. Модули стоят вертикально на стальном кресте высотой около 20 футов, закрепленном в скале без бетона, и никто их никогда не чистит. Их чистит ветер, потому что форма креста специально создана для того, чтобы заставить ветер это делать.

Согласно странице проекта Bergbahnen Sölden, шестьдесят из этих крестов уже находятся наверху и подают энергию прямо в подъемники. Еще 740 должны быть установлены и подключены до октября.

Первая версия вернулась сломанной более чем на 60%.

Трое основателей Helioplant — Флориан Ямшек, Томас Сёнсер и Александр Плонер — не рисовали крест на салфетке. Они добились этого, наблюдая, как традиционный подход разваливается на их глазах.

Высотные солнечные электростанции в основном строятся как линейные установки. Длинные ряды модулей на стойках, наклонены под крутым углом, чтобы снег соскальзывал, и находятся на высоте нескольких футов над землей, чтобы под ними могли проходить сугробы.

Ямшек рассказал немецкой общественной телекомпании ZDF, что в тех ранних сборках зазор под стойками составлял всего около 2,5–3 метров, то есть примерно 8–10 футов. В этом числе и заключалась вся проблема. Ветер, протискиваясь через щель такого размера, ускоряется, подхватывает рыхлый снег и упаковывает его под себя.

По словам Ямшека, более 60% этих устройств оказались поврежденными и непригодными для использования. Панель со снегом до весны ничего не даст. Панель с изогнутой рамой больше никогда ничего не сделает.

Форма заимствована у лавинной фурнитуры.

Вместо этого Helioplant построил крест с четырьмя крыльями на центральной колонне, каждое из которых несет 15 или 16 двусторонних модулей в зависимости от крутизны местности. В спецификациях компании указано, что каждый блок имеет высоту примерно 6 метров и ширину 4,5 метра, то есть примерно 20 на 15 футов.

Родословная не имеет ничего общего с солнечной. Альпийские фермеры и лавинные команды на протяжении поколений устанавливали деревянные кресты на склонах зданий исключительно для того, чтобы сугробы не наваливались на стены. Ямшек рассказал ZDF, что именно отсюда и возникла эта идея.

Крест при легком ветре не просто так стоит. Он превращает поток воздуха в вихрь, который смывает снег с конструкции и от нее. Таким образом, вы никогда не получите нагромождение свай на панелях. Вы получаете кратер, прорытый примерно на 13 футов от колонны.

И кратер – это не просто борьба с ущербом. Зазор под крыльями намеренно настроен таким образом, чтобы на его полу сохранялся тонкий слой снега, а свежий снег — один из лучших отражателей на планете. Двусторонние модули имеют ячейки на обеих сторонах. Яма, которую машина выкапывает для себя, служит зеркалом, направленным на ее собственную спину.

Номера тестовых полей принадлежат компании, и они хорошие.

Helioplant измеряет это с 2022 года, и об этом стоит сказать вслух, прежде чем приводить его цифры, потому что это его цифры.

В опубликованной спецификации указаны четыре испытательных поля, и Зёльден является самым сильным: 12 элементов на высоте 2850 метров, возвращающих 1480 киловатт-часов на киловатт установленной мощности в течение года, причем 587 из них приземляются за шесть зимних месяцев. На участке Гондо на швейцарской стороне Симплона, примерно на 2300 футов ниже, было зарегистрировано 1350, из них 542 зимой.

Зима – это весь аргумент. Альпийские массивы вырабатывают примерно в четыре-пять раз больше электроэнергии в декабре, январе и феврале, чем панели на равнинах, сообщила в марте швейцарская общественная телекомпания SWI swissinfo.ch. Именно тогда компрессоры оснежения горнолыжного курорта кричат, а сеть наиболее напряжена.

Bergbahnen Sölden не является пассивным хозяином, сдающим в аренду склон холма. Он ввел в эксплуатацию завод за 14 миллионов евро (около 16 миллионов долларов), а Австрийский фонд климата и энергетики вложил еще 4 миллиона евро в расчете на ZDF. Подъемная компания заявляет, что готовый массив должен покрывать до 100% собственной электроэнергии летом и около трети годовой потребности трех горнолыжных курортов, которая составляет примерно 28 ГВтч.

Если повернуть это в обратном направлении, то катание на лыжах в Зельдене сжигает около 84 гигаватт-часов в год. Гондолы, горные рестораны и, прежде всего, оснежение.

У завода есть время до октября.

Окно сборки короткое и не перемещается. Сборка продлится с мая по октябрь, а окончательное подключение к сети запланировано на октябрь 2026 года, после чего объект будет работать непрерывно.

В опубликованном статусе оператора указано, что около половины фундаментов построено для всех 800 элементов, 350 стоящих мачт и 60 единиц уже экспортируются. Два новых энергоцентра будут построены для распределения и контроля нагрузки, и вся эта система будет связана с собственной сетью среднего напряжения лифтовой компании, а не с общественной сетью.

Последняя деталь – это экономическое обоснование. Якоб Фалькнер, управляющий директор Bergbahnen Sölden, рассказал ZDF, что цифры работают, потому что власть питает их собственную сеть, и что независимость имеет даже большее значение, чем арифметика.

Конструкция также необычно дешева для высокогорных работ, и это не случайно. Никакого бетона: каждый крест удерживается четырьмя анкерами в скале, а конструкции выглядят в основном предварительно собранными. Подъездные пути, кабельные и трансформаторные подстанции уже были там, обслуживая лифты. Новая альпийская солнечная ферма должна построить все с нуля.

800 деревьев образуют лес, и в этом загвоздка

У трюка с самоочисткой есть проблема масштабирования, и это было задокументировано людьми, у которых в компании не было денег.

Исследователи из EPFL в Лозанне и Института исследований снега и лавин WSL проанализировали геометрию Helioplant с помощью модели переноса снега под названием SnowBedFoam и опубликовали результаты в журнале Cold Regions Science and Technology. Впервые кто-либо нацелил детальную модель снежного заноса на фотоэлектрическую структуру.

Их заголовок: «Группировка блоков вместе снижает способность к эрозии поперечной структуры». В статье это называется эффектом леса. Один одиноко стоящий крест красиво чистит. Соберите 800 человек вместе, и они укроют друг друга от ветра, а ветер — это весь механизм очистки.

Ряд, обращенный к преобладающему ветру, разрушается сильнее всего. Все, что стоит за этим, становится меньше. Их рекомендации конкретны: держать расстояние от земли выше 0,6 метра, около 2 футов, располагать кресты как можно ближе к нулю градусов от преобладающего ветра, а также располагать и располагать ряды в шахматном порядке, чтобы остановить рыскание, которое крадет толпа. При 45 градусах с подветренной стороны образуется мертвый участок без эрозий.

Ничто из этого не говорит о том, что конструкция провалилась. В том же документе отмечается геометрия последовательно размываемого снега вокруг испытательных установок. В нем говорится, что в проекте есть домашнее задание по размещению, на которое не может ответить пилот с 12 агрегатами, а завод с 800 агрегатами должен это сделать.

Helioplant заранее сообщает о стоимости формы. Крест с четырьмя крыльями затемняет сам себя, и именно поэтому SolarEdge участвует в этом проекте. Ямшек рассказал журналу pv, что древовидная структура ухудшает затенение модулей, и что ответ заключается в том, чтобы дать каждому отдельному модулю собственный оптимизатор мощности, чтобы одна затененная панель не могла тянуть за собой всю свою строку.

Тогда есть деньги. Кристоф Бухер, профессор фотоэлектрических систем, рассказал swissinfo, что электроэнергия, получаемая от альпийской солнечной энергии, обходится в два-четыре раза дороже, чем ее равнинная версия, если посчитать, сколько требуется для создания и обслуживания оборудования на такой высоте.

Экологические группы также утверждают, что массивы портят ландшафт и наносят ущерб биоразнообразию. Это во многом объясняет, почему крупные альпийские солнечные электростанции продолжают останавливаться в Швейцарии и почему один швейцарский стартап полностью отказался от горных склонов и вместо этого прикрепил свои панели между действующими железнодорожными путями.

Шесть тысяч горнолыжных курортов якобы

Зёльден в основном избегает этой борьбы. Сталь направляется на лыжную зону ледника, к которой уже есть подъемные башни, здания и кабели, проложенные ко всему этому. Никто не претендует на то, что это дикая местность, а маркетологи курорта весело называют это место лесом электростанции.

Ямшек оценивает адресный рынок примерно в 6000 горнолыжных курортов по всему миру, причем запросы поступают из Швейцарии, Южной Америки и Новой Зеландии. Считайте это число показателем продаж. Многие из этих курортов имеют неправильный внешний вид, неправильный баланс или совет по планированию, который никогда не подпишется.

Солнечная энергия продолжает перерабатываться с учетом проблем, не имеющих ничего общего с электричеством. Немецкие исследователи только что создали панели, которые можно сравнить с терракотовой черепицей, и для этого требуется 5% снижения производительности. Другие выясняют, сможет ли достаточно большой массив вызвать собственный дождь над пустыней. Версия Зельдена платит налог за самозатенение и покупает за него снежный кратер.

Что не подлежит обсуждению, так это календарь. Бергбанен-Зёльден должен установить на леднике еще 740 стальных крестов и подключить последний из них до того, как в октябре снова выпадет снег. Затем дизайн должен доказать, что 800 из них, стоя вместе, сохраняют чистоту. Двенадцать из них уже это сделали. Лес – это другое животное.