漂浮太陽能發(fā)電的電氣原理與地面和屋頂系統(tǒng)相似。獨特之處在于可拆卸的浮體結(jié)構(gòu)，可以安裝在未開發(fā)使用的水域并在水體上大規(guī)模發(fā)電。這篇文章將介紹水上漂浮太陽能的優(yōu)點和缺點以及其他有用信息。



一、什么是漂浮太陽能？

漂浮太陽能，也稱為水上浮動光伏系統(tǒng)，是指位于水體上方的太陽能電池陣列。太陽能電池板牢固地安裝在浮體結(jié)構(gòu)上，雖然會輕微晃動但不影響系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)電。通常，漂浮太陽能系統(tǒng)會安裝在池塘、湖泊和水壩上，因為與海洋相比，這些地方的風(fēng)力相對較小。

浮動太陽能是一種環(huán)保的發(fā)電方式，融合了海洋和可再生能源技術(shù)。這些浮動陣列產(chǎn)生的電力通過水下電纜傳輸?shù)街付ǖ妮旊娝?br/>
二、系統(tǒng)的關(guān)鍵組件

1、太陽能電池板：與地面或屋頂使用的電池板相同，功能同樣是捕獲陽光并將其轉(zhuǎn)換為電能。我們可以使用更高效的電池板，在有限的空間內(nèi)最大限度地提高能量輸出。

2、浮體：浮體平臺一般使用耐用的高密度材料制成，例如 HDPE（高密度聚乙烯），可確保太陽能電池板浮在水面上。此外，還可以在浮子上添加鋁制框架，以增強穩(wěn)定性并為太陽能電池板提供堅固的安裝結(jié)構(gòu)。

3、錨固系統(tǒng)：采用錨固系統(tǒng)牢固地固定浮動平臺，避免因風(fēng)或水流引起的漂移，從而保證太陽能電池陣列在水體上的穩(wěn)定性和精確定位。錨固拉索可以選擇合成纖維、鋼絲或鏈條等材料，具體取決于水體的深度和性質(zhì)。

4、逆變器：太陽能電池板產(chǎn)生的直流電需要轉(zhuǎn)換為交流電 (AC)，以便于在電氣系統(tǒng)中使用。逆變器執(zhí)行這一關(guān)鍵轉(zhuǎn)換，確保優(yōu)化電力輸出，供電網(wǎng)或現(xiàn)場設(shè)施使用。

5、電纜：采用特殊的防水電纜和耐用的連接器來管理系統(tǒng)內(nèi)的電氣連接。這些電纜將太陽能電池板連接起來，并將產(chǎn)生的電力傳輸?shù)疥懙厣系哪孀兤骱碗娋W(wǎng)連接點，確保安全高效的能源傳輸。

三、浮動太陽能的優(yōu)勢

1、空間效率

浮動太陽能可以很好的利用空間，特別是在土地供應(yīng)受限或成本過高的地區(qū)。浮動太陽能系統(tǒng)可以裝在水庫、水壩和湖泊等未充分利用的水體，減少了重新利用土地或清理自然景觀來建造太陽能發(fā)電站的需要。這是一個顯著的優(yōu)勢，因為它可以在不犧牲寶貴土地資源的情況下發(fā)電，從而讓土地可用于其它方面。

2、提高效率

浮動光伏系統(tǒng)中水與太陽能電池板之間的共生關(guān)系可提高太陽能效率。水的自然冷卻效果有助于維持太陽能電池板的較低運行溫度，從而緩解太陽能板的過熱問題。這種溫度調(diào)節(jié)優(yōu)勢可將太陽能電池板的效率提高高達 15%，從而提高能量輸出，從而提高投資回報率。

3、反照率效應(yīng)

水體具有固有的反射特性，有助于產(chǎn)生反照率效應(yīng)，從而提高浮動太陽能電池板的效率。陽光從水面反射回太陽能電池板會增加可轉(zhuǎn)換成電能的光子數(shù)量。這種互惠互利的相互作用增加了總能量產(chǎn)量，使浮動太陽能系統(tǒng)成為優(yōu)化太陽能發(fā)電的有吸引力的方案。

4、節(jié)約用水

浮動太陽能電池板有助于減少水體的蒸發(fā)，從而保護水資源。特別是在缺水問題日益嚴重的干旱和半干旱地區(qū)，浮動太陽能電池板的遮光效果可以顯著抑制水的蒸發(fā)，保護重要的水資源。此外，通過抑制陽光的穿透，漂浮系統(tǒng)有助于控制有害藻類的生長，從而有助于改善水質(zhì)。

5、降低安裝成本

與地面太陽能相比，浮動太陽能的成本會較低。因為不用征地和進行大量場地準備，而這些往往需要大量費用。此外，浮動太陽能系統(tǒng)靠近附近水力發(fā)電廠或水處理設(shè)施的現(xiàn)有電力基礎(chǔ)設(shè)施，可以節(jié)省集成和傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

6、對水生生物影響小

初步研究表明，與其他水上或水下結(jié)構(gòu)相比，浮動太陽能系統(tǒng)對水生生物的影響較小。浮動太陽能電池板的設(shè)計和定位可以確保對水生棲息地的干擾最小，從而促進與水生生態(tài)系統(tǒng)的良性共存。

7、可擴展性和靈活性

你可以從小型浮動太陽能開始，然后根據(jù)需要進行擴展。浮動平臺的模塊化特性使其易于調(diào)整和擴展系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的場地尺寸和配置。



四、漂浮太陽能的缺點

1、增加初始投資

與傳統(tǒng)的地面光伏系統(tǒng)相比，浮動太陽能系統(tǒng)及其平臺、錨和電纜更加復(fù)雜，前期成本也更高。然而，一些成本分析表明，如果將可以抵消初期支出的效率改進考慮在內(nèi)，浮動系統(tǒng)在其整個使用壽命期間產(chǎn)生的成本可能與地面系統(tǒng)相當(dāng)，或略高于地面系統(tǒng)。

2、未經(jīng)證實的耐用性

浮式太陽能在試點項目中已經(jīng)運行了十多年，證明了其可靠運行。然而，它們的長期耐用性尚未完全確定。有必要收集更多數(shù)據(jù)，了解這些系統(tǒng)如何經(jīng)受數(shù)十年的暴露，包括天氣引起的磨損、性能隨時間下降以及整個運行壽命期間持續(xù)維護的影響等因素。

3、限制應(yīng)用

這項技術(shù)并非普遍適用。許多浮動太陽能項目規(guī)模龐大，為大型商業(yè)或公用事業(yè)公司提供電力。對于需要太陽能的個人或?qū)嶓w來說，選擇屋頂或地面太陽能系統(tǒng)是一種更實用的選擇。

目前大多數(shù)浮動太陽能發(fā)電場都位于人造水體中，包括水庫、廢水儲存池和農(nóng)業(yè)灌溉池。這些設(shè)施還存在于采石場和采礦場、水壩和靠近海岸線的地區(qū)等各種環(huán)境中。雖然天然水體為太陽能開發(fā)提供了機會，但人工水庫具有獨特的優(yōu)勢。這些水庫通常帶有之前建好的基礎(chǔ)設(shè)施和通道，這是人造水庫的優(yōu)勢，這有助于更輕松、更經(jīng)濟高效地安裝和維護漂浮太陽能系統(tǒng)。