Image: SeongJoon Cho / Bloomberg via Getty Images根據一項新的研究，全世界成千上萬的城市可以完全依靠漂浮在水庫頂上的太陽能電池板為自己供電。這是一種相對簡單的方式，在本地產生可再生能源，同時節約用水。懸浮在水面上的太陽能陣列，或漂浮在陸地上的太陽能電池，其工作原理與陸地上的類似。面板安裝在木筏上，而不是停車場、屋頂或其他接地支架上。但它們尚未部署在世界各地的許多地方，2020年僅生產了不到全球陸地太陽能發電場的1%的電力。現在，發表在《自然可持續發展》雜志上的一項新研究表明，利用這項新興技術，城市可以挖掘出多少潛力。研究人員發現，從理論上講，124個國家的6256個城市可以通過部署在附近水庫上的太陽能電池板滿足所有電力需求 —— 只需要用漂浮物覆蓋大約30%的水面。研究人員使用多個數據庫分析了全球114555座水庫，然后使用真實的氣候數據對潛在發電量進行了建模。而且，由于所有這些漂浮陣列都能阻擋足夠的陽光以減少蒸發，研究人員還預測了主要的節水措施。累計起來，這些小組每年可以節約大約3億人可能使用的水（或每年大約106立方千米）。這將是非常有幫助的，因為氣候變化導致的干旱使水庫干涸。事實上，在氣候變暖的世界中，當涉及到需要快速解決的問題時，漂浮的太陽能電池板就占了很大一部分。隨著水位下降，干旱影響了水力發電。而熱浪會使太陽能電池板的效率降低25%，這意味著它無法將同樣多的陽光轉化為電能。幸運的是，水具有冷卻作用，可以防止太陽能電池過熱。至關重要的是，浮式太陽能發電場和水電站可以在人們需要更多電力用于空調的炎熱夏季提高發電量。這其中還有其他實際好處。在陸地上，大型太陽能農場可能會與農業或棲息地保護等其他優先事項爭奪空間。漂浮在水庫上的光伏板則可以避免這些爭議。可以肯定的是，開發商仍需要評估每個水庫，以限制任何負面副作用。例如，用太陽能電池板覆蓋太多的水庫可能會導致水中的氧氣減少，這可能會傷害魚類。研究指出，建造人工水庫而不是天然水體可能是一種破壞性較小的選擇。這項研究發現，最有潛力的浮游藻類集中在水庫附近的地方已經存在著許多居住社區。這些地區人口往往少于50000人，與佛蒙特州伯靈頓或賓夕法尼亞州哈里斯堡的規模相當。在人口超過100萬的城市中，只有15%的城市能夠完全通過浮動太陽能發電場滿足其全部電力需求。美國是最適合打造水庫的國家，其次是中國和巴西。
文章來源：IEEE電氣電子工程師
IEEE Spectrum
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