新研究极大地推动了漂浮太阳能

3 月 13 日发表在《自然可持续性》杂志上的一项研究认为,世界上许多水库上的漂浮太阳能可以提供从燃烧化石燃料产生的电力过渡所需的可再生能源的很大一部分。以下是该研究的介绍:

“不断增长的全球能源使用和采用可持续发展目标来限制化石燃料燃烧产生的碳排放正在增加对包括太阳能在内的清洁能源的需求。水库上的漂浮光伏系统在节约土地、提高效率和减少水流失方面优于传统的地面安装太阳能系统。在这里,基于多个水库数据库和现实的气候驱动光伏系统模拟,我们估计 FPV 系统的实际潜在发电量为每年 9,434 ± 29 TWh,覆盖范围为 30%,全球 114,555 个水库。

“考虑到大多数水库靠近人口中心以及开发专用本地电力系统的潜力,我们发现 124 个国家/地区的 6,256 个社区和/或城市,包括 154 个大都市,可以通过本地 FPV 工厂实现自给自足。对全球 FPV 也有利的是,减少的年蒸发量可以节省 106 ± 1 平方公里的水。我们的分析指出了 FPV 系统在水库上的巨大潜力,但还需要更多的研究来评估大型系统的潜在长期后果。

“遏制人为全球变暖的全球承诺需要开发可再生能源,以减少对化石燃料发电的依赖。太阳能或光伏发电正在获得可再生能源市场份额,因为它经济、可快速安装在各种环境中,并且特别适用于智能能源网络。

“太阳能扩展的缺点是传统的地面光伏系统需要大面积的土地来安装,需要用大量的水进行日常清洁以保持高能量转换效率,并且在温暖的气候下安装时会遭受与热相关的电压损失。许多人口稠密地区缺乏大片可用土地来建造能够为附近现有电网提供电力的大型太阳能电池阵列,这限制了光伏应用。

“安装在现有水库上的浮动光伏系统的主要优势在于它们可以保护土地用于其他用途,而且大多数水库往往位于现有电网系统附近。此外,水在某些装置中的冷却效果提高了能量转换效率,FPV 面板/浮子通过阻挡辐射能和降低水温来减少蒸发造成的水库水损失。到 2018 年底,全球 FPV 装机容量达到 1.3 GWp。预计随着技术成熟,这一容量将加速增长,到 2026 年将达到 4.8 GW。

临近与你

每个定期阅读CleantTechnica的人都知道太阳能对于减少全球碳排放至关重要。世界依赖电能,但继续使用热能发电是对人类的死刑判决。如果我们想要作为一个物种生存下去,就必须将剩余的煤炭、石油和天然气储量保留在地下。

但事情是这样的。据Euronews 报道,太阳能每单位能源使用的土地大约是甲烷气体的 70 倍。一般来说,大多数城市地区或附近几乎没有可用的空地来安装太阳能电池板(尽管它们肯定可以覆盖每个停车场和屋顶),因此太阳能农场位于农村地区,在许多情况下需要建设昂贵的高压输电线路将电力输送到需要的地方。可以理解,生活在这些农村社区的人们对他们的农田和绿地被太阳能农场接管而感到恼火,以向城市中那些受过过度教育的针锋相对的人供电。他们都支持太阳能和风能,只要太阳能和风能不在他们的后院。

然而,饮用水水库往往位于人口中心附近,并且没有既得利益者关心保护这些水库的表面。靠近市区意味着更短的输电线路。减少这些水库的蒸发量可以每年提供足够的淡水来满足 3 亿人的需求。

根据The Verge 的说法,当谈到在变暖的世界中需要迅速解决的问题时,漂浮的太阳能电池板符合很多条件。由于水位下降和热浪会使太阳能电池板的效率降低多达 25%,因此干旱会减少水力发电。水具有冷却效果,可以防止太阳能电池过热,从而提高其输出。漂浮的太阳能发电场和水力发电大坝协同工作,可以在炎热的夏季用电需求达到顶峰时增加发电量。 2020年,美国能源部声称,根据其研究,浮动太阳能和水力发电相结合可以提供全球高达40%的电力需求。

研究发现,大多数靠近水库的社区人口往往少于 50,000 人。美国的例子是佛蒙特州的伯灵顿或宾夕法尼亚州的哈里斯堡。在所研究的人口超过 100 万的城市中,只有 15% 的城市能够完全通过浮动太阳能农场满足其全部电力需求。研究人员发现,美国是拥有最适宜水库的国家,其次是中国和巴西。

该研究承认浮动太阳能不是万灵药。覆盖过多的水库表面可能会降低水中的氧气含量,从而损害鱼类和其他水生生物。需要更多的研究来确定浮动太阳能电池板和开阔水域之间的理想比例。

北卡罗来纳州布拉格堡安装了浮动太阳能。 “布拉格堡、杜克能源和 Ameresco 之间的合作,这个公用事业能源服务合同项目将提供无碳现场发电,为当地电网补充电力,并在停电期间为麦考尔营地提供备用电源,”陆军说.纽约科霍斯镇还在饮用水水库中铺设了浮动太阳能电池板,为居民带来零排放电力。

在欧洲,德国莱茵集团正在考虑一项在北海风电场塔楼之间散布漂浮太阳能电池板的提议,这似乎是一种同时执行多项任务以创造更多可再生能源的明智方式。

外卖

邻避主义或许是阻止向世界电网增加更多太阳能的最大障碍,但可再生能源对人类的生存至关重要。浮动太阳能可以大大加快新太阳能资源的设计、许可和安装速度。这项最新研究可能会提醒更多人注意浮动太阳能的优势,这对我们所有人来说都是一件好事。

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来源:CleanTechnic

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