作者: 江帆
如今太陽能發電廠的「戰場」已不再局限於傳統的地面,成功「進軍」水面。日本正在打造世界上最大的漂浮式太陽能發電廠,總裝機容量為13.7兆瓦,將滿足當地5000戶人家的用電需求。
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太陽能在全球能源格局中發揮的作用日益顯著,世界各地的科研人員都忙於研究如何建造出足以滿足人類需求的大型且高效的太陽能發電廠。
如今太陽能發電的「戰場」已不再局限於傳統的地面,成功「進軍」水面。在經歷2011年福島核泄露事件之後,大量關閉的核電站導致日本對進口化石燃料的依賴越來越強,嚴重打擊了其實現低排放量的雄心。
傳統的地面太陽能發電站對大面積可用土地的需求問題日益加劇,因此利用豐富的淡水資源的漂浮式太陽能發電廠,對日本來說再合適不過了。目前日本已擁有數個漂浮式太陽能發電廠,對可再生能源的普及以及循環經濟的發展起到促進作用。
近年來,對於「世界上最大的漂浮式太陽能發電廠」這一頭銜的爭奪愈發激烈,日本國內公司爭相投資各種項目,在這過程中,日本電子跨國公司京瓷公司脫穎而出。2014年10月,京瓷公司宣布將在日本千葉縣的Yamakura水庫建造一個漂浮式太陽能發電廠,日前該項目已正式開建,這是京瓷公司投資建造的第四個漂浮太陽能發電廠,也是目前最出眾的一個。
位於日本關東平原東南部千葉縣的Yamakura水庫
該項目將配置5萬多個太陽能模組,覆蓋18萬平方米的水域面積,差不多有18個足球場那麼大,預期將在2018年3月投入使用,總裝機容量為13.7兆瓦,每年可產生1617萬度電,將滿足當地5000戶人家的用電需求,每年減少8170噸二氧化碳排放量,屆時將成為世界上最大的漂浮式太陽能發電廠。
據悉,京瓷和東京世紀租賃公司籌建的合資企業京瓷TCL太陽能公司負責開發和運營這一漂浮式太陽能發電站。京瓷表示未來也有建造更多的計劃。
Yamakura水庫的漂浮式太陽能發電廠的建成概念圖
2015年4月,京瓷公司與東京盛世利租賃公司合資興建的兩座漂浮太陽能發電廠竣工,分別位於兵庫縣加東市的Nishihira水庫及Higashihira水庫,共有11256個太陽能模組,總裝機容量為2.9兆瓦,每年可產生330萬度電可供應920戶一般家庭所需電力,投入使用後,當時號稱為全球最大的漂浮太陽能電廠。
京瓷公司在日本兵庫縣加東市建造的兩座池塘的漂浮太陽能發電廠
京瓷公司在日本京都建造的一個漂浮太陽能發電廠
京瓷公司在日本南部的鹿兒島灣建造的一個漂浮太陽能發電廠
《IEEE綜覽》報道稱,該項目建設所需的水上支架組件將從法國Ciel et Terre International購買,這家法國公司自2006年開始就開創性的使用這種平台裝置的支撐組件,由不含金屬的耐紫外線、耐腐蝕性強的高密度聚乙烯製造,可以100%回收利用。而京瓷將負責此項目發電站的設計和施工,並提供太陽能電池以及周邊設備。
Ciel et Terre International表示這種漂浮式太陽能發電廠並不影響水質,雖然水蒸發量會受到一定影響,相應減少。該項目安裝的新設備足夠應對日本最惡劣的天氣狀況。
據英國《衛報》報道,2015年,英國的聯合公用事業公司(United Utilities)也開始在大曼徹斯特郡的一個水庫上建造漂浮太陽能發電廠,建成時將成為歐洲最大的漂浮式發電廠。
英國的聯合公用事業公司建成的漂浮式太陽能發電廠概念圖
英國可再生能源協會的太陽能顧問Ray Noble表示,漂浮式太陽能的安裝技術相對簡單,但建造它的唯一理由是在土地資源緊缺的情況下。他說:「如果同日本一樣土地資源緊缺,那麼將太陽能發電廠建造在水上是可行的,英國的工業化地區很多,因此將太陽能發電廠建造在水上比建造在地上的成本要低很多。」
但該項技術面臨的最主要的挑戰是,水與電線不能相容以及如何將逆變器(將電力轉化稱可使用的形式)放置在浮體上的問題。Ray Noble繼續補充:「如果漂浮式太陽能發電廠哪裡出了差錯,那一定是水和電線的問題。」
世界上最大的太陽能發電廠:伊凡帕太陽能發電站
Yamakura漂浮式太陽能發電廠的18萬平方米麵積與其他陸地太陽能發電廠相比起來並不算大,13.7兆瓦的總裝機容量也入圍不了全球最大的太陽能發電廠100強。
目前,世界上已建成最大的太陽能發電廠,是位於美國加州和內華達州交界的莫哈韋沙漠的伊凡帕太陽能發電站,總裝機容量393兆瓦,覆蓋面積幾乎是Yamakura項目的100倍。