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漂浮式太阳能电站是可再生能源的新浪潮

2019-2-22 11:16| 发布者: admin| 查看: 167| 评论: 0|来自: 全球创新网络

摘要: 我们最近在一篇关于 Climeworks 的文章中提到了气候变化的话题,该文章讲述了这家初创公司是如何开发一种捕捉空气中导致温室效应的气体 – 二氧化碳的技术的。这一努力是高尚的,即使目前并不能实现盈利。让我们面对 ...

我们最近在一篇关于 Climeworks 的文章中提到了气候变化的话题,该文章讲述了这家初创公司是如何开发一种捕捉空气中导致温室效应的气体 – 二氧化碳的技术的。这一努力是高尚的,即使目前并不能实现盈利。让我们面对现实吧,唯一能大规模清洁地球的方法就是让它有利可图。该战略还需要考虑到零碳技术的实用性和有效性。太阳能当然符合这个标准。据 PBS 报道,美国太阳能产业在 2016 年创造了超过 1500 亿美元的经济利益,在 2007 年至 2017 年的 10 年期间,收入从 4200 万美元跃升至 2.1 亿美元。文章还指出,从事太阳能相关工作的人数是采矿业的两倍。也许这就是为什么很多公司,包括谷歌,都在考虑建造浮动太阳能发电厂。

什么是漂浮太阳能发电厂?

除非你住在蚊虫滋生的河口附近,否则自 2008 年大萧条以来,房地产价格很有可能一直在攀升。如果你住在世界上生活成本最高的城市之一,那就更是如此了。在那里,居民必须在每周的早午餐约会中购买牛油果沙拉的成本和为购买宜家(IKEA)家具而支付的小公寓租金之间做出选择。换句话说,在陆地上建造传统太阳能农场的土地越来越少。浮式太阳能发电场类似于陆基太阳能发电系统,只是它们部署在浮筒上,通过锚定和系泊系统将平台固定到位。在大多数情况下,它们建在人造水库上。当然,也有一些变化,但通常情况下,它们看起来是这样的:

漂浮式太阳能电站是可再生能源的新浪潮

图片来源:世界银行

浮动太阳能发电厂有一些明显的优势,例如由于水的冷却作用和灰尘的减少而提高了能源产量。(海洋的冷却效应是微软测试水下数据中心概念的原因之一。)漂浮的太阳能电池板还为水源提供遮阳,帮助减少蒸发,同时也防止淡水中的藻类繁殖。

世界上最大的浮动太阳能发电厂

世界银行(World Bank)的一份报告显示,2007年,日本在人口密集的地区建成了首个浮动光伏发电系统。美国是最早的采用者,2008 年在加利福尼亚一家酒厂附近的水库上进行了首次商业安装。(显然,这位葡萄酒商认为,这片土地可以更好地用来种植更多的高价梅洛葡萄。)当然,没过多久,我们中国就采取了行动,找到了另一种方法,在科技领域击败美国,成为漂浮太阳能光伏行业的领导者。

中国现在拥有世界上最大的太阳能发电厂,这些发电厂集中在安徽省。这个最大的浮动太阳能发电厂可发电 150 兆瓦。根据地理和天气等多种因素,对一兆瓦能供电多少家庭的估计相差很大,但加州能源委员会(California Energy Commission)估计有750户。我们的高等数学技能告诉我们,一个150兆瓦的太阳能发电厂可以支持大约11.25万户居民。当然,中国不是加州,至少是两倍。

漂浮式太阳能电站是可再生能源的新浪潮

中国的一切都更大。图片来源:Sungrow

漂浮式太阳能电站是可再生能源的新浪潮

从事浮动太阳能光伏发电项目的公司是Sungrow Power Supply,这是一家已有22年历史的中国公司,主营替代能源硬件和服务。Sungrow(CH:300274)在深圳证券交易所上市,号称是中国最大的太阳能光伏逆变器制造商,其北美子公司位于安大略省。该公司最近进军日本市场,据报道,日本市场上的太阳能发电站数量最多,但多数发电站并不比小鱼池大多少。电子和陶瓷制造商京瓷 Kyocera(JP:6971)被认为是日本浮式太阳能农场系统的领导者。

浮动太阳能发电厂的市场潜力

世界上有超过 40 万平方公里的人造水库,世界银行的报告称,这些水库可以支持至少 400 吉瓦的太阳能,是目前世界范围内光伏容量的两倍。目前,全球仅安装了约110亿瓦的漂浮太阳能电池板:

漂浮式太阳能电站是可再生能源的新浪潮

目前浮动太阳能发电能力。图片来源:世界银行

这大致相当于21世纪初地面系统的容量。世界银行估计,“浮动太阳能至少可以像陆基光伏发电部署所获得的成本降低那样迅速地发展,并从中获利。”美国国家可再生能源实验室估计,在美国 24000 多座人造水库上安装漂浮的太阳能光伏系统,最终可能产生美国每年约 10% 的电力产量。

尽管我们对市场预测报告的信心不亚于对占星术的信心,但其中一位预测者表示,2016年,漂浮太阳能发电厂市场的价值已经超过8亿美元,预计到2025年将达到20亿美元。只有当水瓶座上升的时候。不管那意味着什么。

混合浮式太阳能电站

有什么比一种可持续的绿色能源更好呢?有两个。工程师们已经开始着手制造并网混合系统,将漂浮的太阳能电池板与水电站结合起来。显而易见的优势是,水电系统已经接入电网,提供了使电网正常运转所需的一些基础设施。葡萄牙几年前建立了一个小型系统。

这种水力混合系统已经与陆基光伏电站并存。最大的当然是在中国。太阳能电池板在白天的高峰时段承担繁重的工作,而水力发电机在其他时间承担更多的工作。

建造浮动太阳能发电厂的私营公司

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除了阳光电源(Sungrow)和京瓷(Kyocera)这样的上市公司,一些私营公司也在开发浮动太阳能农场技术。其中一个领导者可能是2006年成立的法国公司Ciel and Terre。然而,自2011年以来,该公司一直全力开发漂浮太阳能系统。它的旗舰系统是 Hydrelio,它声称这是第一个“专门的工业化系统,使太阳能板漂浮在水面上。”该公司的美国该公司总部位于加利福尼亚州的佩塔卢马,最近在科罗拉多州和加利福尼亚州建成了水上太阳能发电厂。该公司目前正在开发一个更强大的系统,可以处理更困难的应用,如水电大坝,甚至近海项目。

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Ciel & Terre 的 Hydrelio 漂浮式太阳能系统也可以为水增氧。来源:Ciel an

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一家名为 Swimsol 的奥地利公司专门生产近海漂浮太阳能发电场,但只生产相对较浅和受保护的泻湖。凭借SolarSea解决方案,该公司轻松垄断了马尔代夫市场,并计划在东南亚扩张。这些漂浮的太阳能平台可以经受住海浪、海流、潮汐、极端紫外线、湿度的影响,并且具有防腐能力。Swimsol 公司表示,由于水的冷却作用和水面反射的额外光线,其漂浮的太阳能发电厂的发电量比同一地理区域的屋顶系统高出 10%。而且安装它不需要花费一分钱;Swimsol完成所有工作,向客户出售电力。

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Swimsol 浮动太阳能板是为浅海、近海设施建造的。来源:Swimsol

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上个月,爱尔兰初创公司SolarMarine Energy从政府获得了22.5万美元的拨款,用于开发其漂浮太阳能技术。具体细节尚不清楚,但该公司表示,它正在开发近海和近海平台。

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德克萨斯州的 Suniboat 是进入这个名单的美国企业。它提供了一个交钥匙服务,从开发浮动太阳能发电厂的设计到运营和维护。和 Swimsol 一样,它也为客户提供了安装所有服务并直接从Suniboat购买电力的选择。该公司已经在印度完成了一个试验装置,这显然可能被证明是一个巨大的市场,5000 多座大坝覆盖了近 1.4 万平方公里。

结论

浮动太阳能电站似乎是可再生能源系统的新浪潮。最酷的是,虽然我们还处在起步阶段,但这项技术本身已经得到了证明,而且成本仍在下降。这并不像安装太阳能电池板的汽车那样是一种噱头,而是一个可行的解决方案,并将在未来几年迅速部署。


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