國家可再生能源實驗室(NREL)詳細闡述了浮動光伏系統的巨大潛力

(美國)國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory)研究人員估算,在超過24000個美國人造水庫上安裝浮動太陽能光伏裝置,可以產生大約10%的美國年總髮電量。這一發現被髮表在《環境科學與技術》雜誌上,首次揭示了浮動光伏發電在美國的潛力。

雖然美國是第一個展示浮動光伏板的國家,而且在10年前就在加州納帕谷的某個灌溉池塘的浮橋上首次安裝了浮動光伏板,但是這個想法未在全國範圍內得到廣泛的認同。截止至2017年12月,美國著重於安裝規模龐大的陸地光伏電站,而浮動光伏電站僅有7個。然而,海外浮動光伏電站的部署越來越多,到去年年底,全球已有超過100個浮動光伏發電站;而在70個最大的浮動光伏裝置中,有56個位於日本。

國家可再生能源實驗室(NREL)詳細闡述了浮動光伏系統的巨大潛力

正在瓦登爾湖,科羅拉多河安裝的浮動光伏板(攝影:Dennnis Schroeder/NREL)

NREL的首席能源-水利-陸地分析師Jordan Macknick(《浮動光伏:美國大陸人造水體上的光伏系統技術潛力評估》論文的主要研究人員) 說:"在美國,這是一種利基(拾遺補闕)應用,而在其他地區,這樣的需求是真實存在的。""我們預期這項應用將在美國騰飛,尤其是在太陽能佔地與農用地存在較大沖突的土地緊張的地區。"

Macknick和他的NREL合著者Robert Spencer, Alexandra Aznar, Adam Warren, Matthew Reese估計,如果太陽能板安裝在水體而不是土地上的話,將可以節約210萬公頃左右的土地。浮動光伏的使用還有其他好處,包括減少水的蒸發和抑制藻類的生長。

論文的首席作者Spencer補充道:"在某些情況下,好處還能比論文裡闡述的要大,我們的團隊在估算潛在的總髮電量和好處的時候,採用了'嚴格假設'的方法,給出了一個非常保守的估算結果。"

NREL團隊還發現,基於現有的輸電基礎設施,在水電設施旁邊運行浮動光伏發電,可以提高能源產出,節約成本。

NREL綜合應用中心主任Warren認為:"太陽能光伏組件價格快速下降,將使得浮動太陽能發電成為一個新興產業。""獲取和開發土地的成本正在成為太陽能項目成本的一大部分。在一些地方,如島嶼,土地價格相當高,我們可以預見,浮動太陽能將很快被接納,投入使用。"

延伸閱讀

據彭博新能源財經報告,2017年全球光伏新增裝機容量達到98GW,比2016年增長31%,其中中國為53GW,佔全球總容量的一半以上。在浮動光伏發電站的發展上,相較於美國、日本、英國、韓國等國家,中國起步較晚,處於初期階段。但由於中國水域面積遼闊,佔國土面積的4.735%,且對電力的需求旺盛,浮動光伏電站在中國發展迅猛。預計到2020年,亞太地區將主導全球浮式電站的市場。

2015年底,位於雲南大理市白族自治州徐村水電站庫區的中國首座浮動光伏電站建成。2017年,中國建成全球最大的浮動光伏發電站——安徽淮南電站,擁有16萬塊電池板,總裝機規模高達40MW,所產生的電能可以滿足1.5萬戶家庭用電的需求。該電站作為典型,不僅在規模上領先全球,還將浮動光伏的優勢凸顯得淋漓盡致。它有效地提高發電效率、節約土地的成本、以及優化水體。當然也存在不足之處,相比於陸地電站,水上電站的建造和運營成本也會提高。

國家可再生能源實驗室(NREL)詳細闡述了浮動光伏系統的巨大潛力

(安徽淮南浮動光伏發電站衛星鳥瞰圖 圖片來源於新浪博客)

下面就我國現狀,針對發展浮動光伏的優勢,以及還有什麼問題待考慮兩個方面,小編與大家共同探討一番。

發展優勢:

1. 我國人均土地面積較少,發展浮動光伏電站可節約土地。由於光伏電站為永久性佔地,水上光伏有效地活化了土地。

2. 在水上,由於光伏板的水冷卻效果以及幾乎無塵的環境,發電效率要比陸地光伏電站高。

3. 我國北方蒸發量大於降雨量,水分的收支不平衡造成氣候的乾燥化程度日甚,水面光伏電站由於遮蓋大量的水體表面,可以減少水分蒸發。

4. 我國有豐富的水資源,3.2萬公里長海岸線,8.6萬座水庫(截至2012年底),總面積為9.1萬平方千米的湖泊,適宜發展水上光伏。

待考慮問題:

1. 浮體架臺選材需要創新。一方面,浮體架臺須有良好的抗腐蝕性、低密度、抗凍脹、抗風浪等性質;另一方面,需考慮材料的獲取和加工的難易程度及成本的經濟性。

2. 須在合適的選址進行試驗。可考慮在大陸內氣候靜風區的湖泊和水庫進行試驗。如金沙江,具有徑流豐沛且較穩定、風速低、光照條件較好、開發條件較好等特點。

3. 除實現產能併網外,浮動光伏也可作為分佈式儲能光伏電站。在這種情況下,對儲能設備的選擇更為關鍵,需考慮蓄電池的性能、成本以及是否能適應水體環境作業等因素。

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