法國和以色列研究人員開發出了一種水上太陽能發電系統,有望在人口密集地區建設太陽能電廠。
要建設大規模的太陽能電廠,需要占有大量的土地。然而,隨著世界人口的不斷增多,人多地少的矛盾越來越突出。為了減少對居民聚居區土地的占用,現在不少太陽能電廠建設在荒涼偏僻的地區,而長距離的電能輸送成本很高。為了解決電能輸送和土地占用的矛盾,法國和以色列研究人員開發出了一種水上太陽能發電系統,有望在人口密集地區建設太陽能電廠。
建在水上不占地
前幾年,人們在考慮太陽能電廠的選址問題時,首選的是沙漠地區,因為沙漠地區土地不值錢,而且陽光充足。其實,大海的情況和沙漠比較類似,也是不會占用土地,而且周邊沒有建筑、高山等陽光遮擋物。之所以以前人們沒有考慮在大海上建太陽能電廠,是因為傳統的太陽能電池板不能抵擋海水的腐蝕。然而,法國和以色列的研究人員開發成功了抗腐蝕的水上漂浮太陽能發電系統,在大海上建太陽能電廠的前景變得光明起來。
從目前世界各國的發展來看,經濟發達地區大多分布在沿海城市,這些地區的人口也十分密集。要在這些地區的土地上建設大規模的太陽能電廠,勢必會和居民爭奪寶貴的土地資源。而沿海地區大陸附近茫茫的大海上卻沒有人居住,如果把太陽能電廠建在大海上,既不會和居民爭奪土地,也不需要從偏僻地區遠距離輸電,電力成本低,能源浪費少。
水上太陽能發電系統不但可以建設在海洋上,也可以建設在淡水湖泊中,最佳的選擇是水庫。在水庫上建太陽能電廠,把太陽能電廠和水力電廠的電并網輸送,可以充分利用現有的資源,減少輸電成本,為人們提供更加充足的能源。
清洗和冷卻很方便
研究人員采用太陽能聚光系統以減少水上太陽能電池的使用量,并穩定發電量。與傳統的太陽能發電相比,水上太陽能發電有自己的突出優勢。首先,水上太陽能發電可以直接用下面的水來進行冷卻,冷卻成本很低。其次,可以直接用水清洗太陽能電池板。灰塵會讓太陽能電池板變臟,影響太陽能發電的效率,因此需要定期清洗太陽能電池板。對于地面太陽能電池板來說,清洗成本不菲。
水上太陽能電廠采用模塊化方法設計,可根據所需發電量來安裝太陽能電池板,每個模塊可生產200千瓦電力。如果需要生產更多的電力,只需鋪設更多的模塊。以前也有不少機構開展水上太陽能發電的研究,但是大多在水面上建設漂浮平臺,然后在平臺上鋪設太陽能電池板,或者直接把太陽能電池板的支架建在淺水的水域中。這種方法的透光性和透氣性都很差,對水域中的動植物的影響很大,過了一段時間水域甚至可能成為臭烘烘的“死水”。而法國和以色列研究人員開發的水上太陽能電池板可以直接漂浮在水面上。這些太陽能電池板十分堅固,可以抵抗自然災害的沖擊。如果在水庫上鋪滿這種電池板,甚至可以成為可過行人的浮橋。水上太陽能電池板采用了一種“可呼吸”的構造,盡可能降低對環境的影響。氧氣和部分光線都能透過電池板,所以水里的動植物能夠繼續生存,不會受到很大的影響。初步的實驗表明,水上太陽能發電系統不會影響水質,也不會影響水生動植物的正常生長和發育過程。
目前,研究人員正在制造水上太陽能發電系統的樣機,并將在今年9月在法國東南部的一座水庫中進行發電實驗。此外,以色列的研究人員正在和印度一家電力公司協商,將在印度建設一座實驗電站。研究人員預測,如果一切順利的話,到2012年6月將完成所有實驗,新的太陽能發電技術將在那之后進入市場。