Solar Ym mhobman: Y Cyfle Isadeiledd

Solar PV yw un o bileri trawsnewid ynni Ewrop. Gyda mwy na 65 GW o gapasiti newydd wedi'i osod yn 2025 a mwy na 405 GW eisoes yn gweithredu, mae'r Undeb Ewropeaidd yn pwyso ymlaen tuag at ei darged o 750 GW o PV solar erbyn 2030. Er mwyn cyrraedd y targed hwnnw bydd angen gosod tua 345 GW arall dros y pum mlynedd nesaf. Mae daearyddiaeth ychwanegiadau cynhwysedd PV solar yn newid. Mae'r toeau mawr, sy'n canolbwyntio'n dda, y safleoedd sy'n hawdd eu cysylltu a'r lleoliadau mwyaf ffafriol yn cael eu defnyddio'n raddol. Ar yr un pryd, mae prosiectau solar ar y ddaear mewn rhai gwledydd yn wynebu pryderon ynghylch defnyddiau tir sy'n cystadlu â'i gilydd, amddiffyn tir fferm, bioamrywiaeth a derbyniad lleol.

 

Yn ddiweddar, dadleuom yn y tudalennau hyn y gallai modiwlau ysgafn ddatgloi mwy na 85 GW o doeau Ewropeaidd â chyfyngiadau strwythurol. Yr un yw’r pwysau y tu ôl i’r ddadl honno, gan wthio datblygwyr i edrych y tu hwnt i’r safleoedd mwyaf syml. Nid y cwestiwn bellach yw a yw Ewrop eisiau mwy o solar; dyma ble, yn union, y bydd y gigawat nesaf yn mynd yn gorfforol, a sut y bydd y trydan y maent yn ei gynhyrchu yn cael ei integreiddio i'r grid a'i droi'n werth.

 

Deuol-defnyddio solar: rhesymeg 'PV ym mhobman'
Mae rhai o'r segmentau newydd mwyaf addawol yn rhannu un syniad, a gasglwyd o dan faner 'PV ym mhobman': yn hytrach na chwilio am dir newydd, rhannwch yr arwynebau rydyn ni'n eu defnyddio eisoes. Mae Agrivoltaics yn cadw tir fferm mewn cynhyrchiant tra'n cynhyrchu ynni. Mae PV arnofiol, adeiladu- a cherbyd{-ffotofoltaidd integredig yn troi cronfeydd dŵr, ffasadau, ceir, a mwy yn asedau cynhyrchu trydan. Ym mhob achos, mae'r datblygiad arloesol yr un peth: nid yw solar bellach yn cystadlu am ofod ond yn ei rannu.

 

Mae categori arall o ofod, a drafodir yn llai aml, yn cyd-fynd â’r un rhesymeg: y tir sy’n rhedeg ochr yn ochr â’n seilwaith trafnidiaeth a dŵr. Ymylon traffyrdd ac argloddiau, traciau a thoriadau rheilffordd, rhwystrau sŵn, wynebau trogloddiau llifogydd, glannau camlesi, llwybrau beicio a hawliau technegol ar ffiniau bron pob ffordd a rheilffordd ar y cyfandir. Mae'r sector yn dal i setlo ar enw: seilwaith-PV integredig (IIPV) yn y llenyddiaeth ymchwil, 'PV llinol' ar gyfer ei geometreg, neu'n fwy plaen, priffyrdd solar, rheilffyrdd solar a chamlesi{-solar uchaf yn y wasg. Mae'r rhesymeg, fodd bynnag, yn gyfarwydd. Mae’r tir hwn eisoes wedi’i ddatblygu, eisoes yn cael ei reoli gan gorff cyhoeddus neu ddeiliad consesiwn, ac eisoes yn gwasanaethu prif swyddogaeth. Mae ychwanegu cenhedlaeth ar ben hynny tra'n cadw coridorau naturiol ac wedi'u hail-wylltio yn tueddu i godi llawer llai o wrthwynebiadau. Nid math newydd o dir, ond perthynas newydd â'r tir yr ydym eisoes wedi adeiladu arno.

 

 

Maint y wobr Ewropeaidd
Mae'r potensial yn unrhyw beth ond ymylol. Mewn-asesiad Ewropeaidd gyfan, mae Canolfan Ymchwil ar y Cyd y Comisiwn Ewropeaidd yn amcangyfrif y gallai defnyddio PV ar draws toeau, cronfeydd dŵr a seilwaith ffyrdd a rheilffyrdd fod yn fwy nag 1 TW o gapasiti gosodedig, ymhell y tu hwnt i darged 2030 yr UE. Mae'r gyfran seilwaith llinellol yn arbennig o drawiadol: mae'r astudiaeth hon yn rhoi'r potensial gros ar gyfer PV fertigol ar hyd ffyrdd a rheilffyrdd yr UE ar 403 GW, sef tua 50% o nod 2030. Mae dadansoddiad hefyd yn canfod y byddai defnyddio PV deuwyneb fertigol, dwyrain-gorllewin ar raddfa yn codi gwerth marchnad cynhyrchu solar ac yn lleihau'r pris canibaleiddio canol dydd sy'n erydu'n gynyddol refeniw araeau confensiynol sy'n wynebu'r de. Er mai potensial technegol yw'r rhain yn hytrach na rhagolygon y farchnad, byddai hyd yn oed ffracsiwn o'r potensial yn arwyddocaol.

 

Gan gymryd dwysedd pŵer llinellol realistig o rhwng tua 0.3 MW y cilomedr ar gyfer rhes sengl o fodiwlau deuwyneb fertigol a mwy na 2 MW y cilomedr ar gyfer systemau ehangach, mae'r gorchmynion maint yn adio'n gyflym ar ôl eu cymhwyso i ddegau o filoedd o gilometrau o goridorau seilwaith.

 

 

Mae'r cyfle, ar ben hynny, yn ymestyn y tu hwnt i dir. Mae llawer o’r asedau seilwaith hyn (traffyrdd, rheilffyrdd, camlesi) eisoes yn defnyddio trydan neu’n eistedd wrth ymyl cysylltiadau grid presennol. Mae'r agosrwydd hwnnw'n troi dadl defnydd tir yn ddadl system ynni: gall cynhyrchu sydd wedi'i leoli ar seilwaith fwydo'n uniongyrchol i lwyth lleol neu bwynt cysylltu sy'n bodoli eisoes, gan leihau'r risg o gwtogi a lleddfu'r her integreiddio grid sy'n cyfyngu ar gymaint o brosiectau solar confensiynol.

 

Yr hyn y mae'r byd eisoes yn ei adeiladu

Tsieina sydd wedi symud gyflymaf ac ar y raddfa fwyaf o bell ffordd, gan ddatblygu -marchnad ffotofoltäig sy'n gysylltiedig â thrafnidiaeth heb unrhyw farchnad gyfatebol yn unman arall. Cyrhaeddodd solar sy'n gysylltiedig â phriffyrdd tua 1.7 GW erbyn diwedd 2024, ac mae Academi Gwyddorau Trafnidiaeth Tsieina yn amcangyfrif bod potensial ymyl y ffordd yn agos at 944 GW. Mae taleithiau lluosog bellach yn datblygu yn agos at feysydd gwasanaeth priffyrdd di-garbon. Mae coridor blaenllaw Jinan-Weifang, er enghraifft, yn cario 68 MW, gan gynhyrchu tua 68 GWh y flwyddyn yn ôl ei weithredwr.

 

Mae Asia yn cynnig arddangoswyr eraill o sawl math. Mae canopi llwybr beicio Daejeon-Sejong De Korea wedi rhedeg i lawr coridor canolog traffordd ers canol y 2010au, gyda thua 7,500 o baneli dros 4.8 km, fel a rennir gan Weinyddiaeth Seilwaith a Thrafnidiaeth De Korea.

 

Arloesodd India-haul camlas yn Gujarat dros ddegawd yn ôl: mae Awdurdod Cyhoeddus Camlas Narmada yn adrodd ei fod wedi graddio o gynllun peilot 1 MW yn 2012 i tua 35 MW heddiw, wrth dorri ar anweddiad. Yn Japan, mae diddordeb mewn trafnidiaeth-PV integredig yn cyflymu. Mae'r Weinyddiaeth Tir, Seilwaith, Trafnidiaeth a Thwristiaeth (MLIT) wedi lansio rhaglen genedlaethol i werthuso technolegau solar wyneb ffyrdd, tra bod gweithredwyr traffyrdd yn archwilio'r defnydd o argloddiau, rhwystrau sain a thir gwasanaeth ar gyfer cynhyrchu ffotofoltäig.

 

Yn Unol Daleithiau America, mae The Ray, coridor arddangos ar hyd Interstate 85 yn Georgia, yn cynnal arae ymyl ffordd 1 MW, tra bod dadansoddiad gan Brifysgol Texas yn Austin yn awgrymu y gallai tir cyfnewid yn unig, sy'n cynrychioli tua 21,000 ha, gynhyrchu hyd at 36 TWh y flwyddyn yn ddamcaniaethol. Ar ochr y dŵr, fe wnaeth Cymuned Indiaidd Gila River yn Arizona droi ymlaen yr hyn y mae'n ei ddisgrifio fel prosiect camlas solar gweithredol cyntaf Hemisffer y Gorllewin o gwmpas 1.3 MW yn 2024, gyda chefnogaeth talaith California-Prosiect Nexus yn agos ar ei hôl hi.

 

Mae enghreifftiau Ewropeaidd yn cynyddu hefyd. Rhwystrau sŵn yw'r llwybr mwyaf aeddfed. Mae arolygon cyhoeddedig yn rhoi gosodiadau traffordd mwy yr Almaen ar 1 i 2 MWp yr un; mae awdurdod ffyrdd yr Iseldiroedd yn cynnal cynllun peilot 'priffordd solar' dwy-wyneb ar yr A50, ac mae gweithredwyr traffyrdd a rheilffyrdd Awstria a'r Swistir yn agor eu rhwystrau sŵn i PV ar raddfa gynyddol. Y tu hwnt i rwystrau, mae amrywiaeth yr arwynebau yn drawiadol: modiwlau symudadwy rhwng y rheiliau ar linell Swisaidd ger Buttes, araeau deuwyneb fertigol ar droellau'r Rhône, tua 900m o ganopïau dros lwybr beicio Ffrengig, a hyd yn oed glanfa solar mewn marina Môr y Canoldir.

 

Geometreg yr her

Nid yw hyn yn hawdd. Her ddiffiniol ffotofoltäig llinellol yw cyd-ddefnydd: ni ddylai'r paneli byth beryglu prif swyddogaeth y seilwaith, boed sefydlogrwydd diic, mynediad brys i draffordd, mynediad cynnal a chadw i reilffordd neu fordwyo dyfrffordd. Mae gan bob teipoleg ei chyfyngiadau ei hun, boed yn astudiaethau llacharedd, mynediad brys, tryloywder hydrolig neu lwythi mecanyddol.

Mae lledaenu cynhyrchu trydan dros gilometrau hefyd yn lluosi pwyntiau cysylltu neu gynyddu - trawsnewidyddion, rhediadau ceblau a cholledion, ac yn gwthio datblygwyr tuag at saernïaeth newydd. Mae prosiect ymchwil yn Ffrainc yn archwilio cerrynt uniongyrchol foltedd canolig i gludo pŵer yn effeithlon ar hyd llwybr beicio, tra yn y Swistir, mae gwaith ar 'grid clyfar rheilffyrdd' yn trin y coridor fel microgrid gwirioneddol, sy'n cyfuno solar wrth ymyl y trac, cyflenwad tyniant, ynni brecio wedi'i adfer a gwefru cerbydau trydan.

 

Oherwydd y gall un prosiect groesi llawer o awdurdodaethau, gall caniatáu tameidiog fod yn rhwystr; ychwanegu’r amrywiaeth o ddeiliadaethau tir, o diroedd cyhoeddus i ddeiliaid consesiynau a pherchnogion preifat, ac mae’r modelau busnes yn mynd yn llawer mwy cymhleth nag ar gyfer gwaith confensiynol.

 

Gwneud yr achos busnes

Fel unrhyw offer solar, gall system integredig seilwaith werthu ei thrydan (o dan fecanwaith tynnu a gefnogir gan y wladwriaeth megis contract ar gyfer gwahaniaeth neu borthiant-mewn tariff, neu am brisiau'r farchnad gyfanwerthol), ei ddefnyddio ar y safle neu'n agos ato, neu gyfuno'r ddau lwybr. Serch hynny, gall yr achos busnes fod yn fwy beichus nag ar gyfer solar wedi’i osod ar y ddaear: gall costau ymlaen llaw fod yn uwch, gan adlewyrchu pensaernïaeth drydanol linellol fwy cymhleth, mowntio uwch a haenau modiwl penodol, tra gall costau gweithredu hefyd gael eu codi gan faeddu, mynediad cyfyngedig ac amlygiad, hyd yn oed pan fo tir yn rhad neu’n rhad ac am ddim. Yn ymarferol, mae'n ymddangos mai hunanddefnydd gan -ddefnyddwyr cyfagos a chontractau am wahaniaeth a gafwyd mewn galwadau penodol am dendrau yw'r llwybrau mwyaf dibynadwy i hyfywedd prosiectau.

 

O gynlluniau peilot i raddfa

Nid trin PV llinol fel un cynnyrch yw’r ffordd ymlaen, ond fel portffolio o deipolegau ar wahanol gamau o aeddfedrwydd sy’n cyfrannu at un llwybr ymhlith sawl un tuag at darged 2030, gan ategu toeau, systemau agrifoltaig a PV arnofiol. Mae'r llwybr pragmatig yn dechrau gyda'r ffurfweddiadau lleiaf cyfyngedig, hawdd eu hailadrodd. Tasg gyfochrog hollbwysig yw parhau i adeiladu'r sylfaen dystiolaeth sydd ei hangen ar weithredwyr: monitro defnydd cynnar yn strwythuredig i ddangos nad yw'r system ffotofoltäig a chynhyrchiad yn ymyrryd â'r swyddogaeth seilwaith sylfaenol ac nad yw gweithrediad, cynnal a chadw a dirgryniadau'r seilwaith yn diraddio perfformiad PV.

 

Byddai tri lifer yn cyflymu'r symud o arddangoswyr i leoli. (1) Mae angen -prosiectau arddangos ar raddfa fawr i adeiladu'r sylfaen dystiolaeth. (2) Mae angen athrawiaethau caniataol clir a chymeradwyaeth gydlynol ar brosiectau. (3) A dylai'r safleoedd hyn gael eu cynnwys yn benodol mewn tendrau cyhoeddus, boed hynny drwy amlen bwrpasol ar gyfer prosiectau seilwaith neu bremiwm pris sy'n gwrthbwyso eu costau datblygu uwch, am y tro o leiaf.

 

Mae stori solar Ewrop ymhell o fod ar ben, ond mae'n cychwyn ar bennod fwy heriol. Bydd y gigawat nesaf yn dod yn gynyddol o safleoedd sy'n fwy cyfyngedig ac yn fwy dyfeisgar. Mae defnydd deuol yn ateb y cyfyngiad ar argaeledd arwyneb, ac mae PV llinellol yn unig yn rhoi cannoedd o gigawat o botensial hygyrch yn dechnegol ar hyd ffyrdd, rheilffyrdd a chamlesi'r cyfandir. Mae'r tir wedi bod yno ar hyd yr amser. Mae'r cyfle nawr mewn dysgu i'w rannu.