期刊信息
主办:内蒙古农业大学沙漠治理研究所
主管:内蒙古农业大学
ISSN:1003-7578
CN:15-1112/N
语言:中文
周期:月刊
影响因子:1.681818
数据库收录:
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水上光伏电站现状及“一带一路”干旱区新模式(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】(1)浮体材料采用聚乙烯,在紫外线长期辐射下会发生严重脆化,延展性显著降低[15-16]。 (2)材料安全方面的问题需要解决。光伏电站建于水上,在
(1)浮体材料采用聚乙烯,在紫外线长期辐射下会发生严重脆化,延展性显著降低[15-16]。
(2)材料安全方面的问题需要解决。光伏电站建于水上,在发电过程中可能出现线路短路,引起短路起火;大面积的光伏电站暴露在水面上,容易遭受雷击[17],雷电产生的闪电感应可能造成水上光伏系统金属组件之间产生火花放电,进而引发火灾。上述两种情况都有可能引起聚乙烯浮体材料大面积燃烧,造成巨大的经济损失和人员伤亡。
(3)光伏组件在长期潮湿环境和极端天气下的可靠性、浮板的承载能力和使用寿命等问题还有待解决。
(4)在干旱与半干旱地区,受基础形式的限制,水上光伏系统在抑制水面蒸发方面还有所欠缺,不能同时满足节水与发电,如何平衡抑制水面蒸发与光伏发电还需要进一步研究。
(5)产生的电能利用广度不够,可以进一步利用电能进行水质改善,如含氧量、矿化度等。
2 水上光伏电站的优势分析
2.1 节约土地资源
我国人多地少,土地资源稀缺,与常规地面光伏电站相比,水上光伏电站可有效减少对草地、林地、耕地等土地的侵占,从而规避土地稀缺的限制,加强土地的综合利用。在众多水面上都可以安装水上光伏系统,如海洋、湖泊、河流、水库、池塘、蓄水池等。
2.2 发电效率提高
与传统的地面光伏电站相比,水上光伏电站在发电效率方面占据一定的优势。水面地势开阔,能有效降低阴影对光伏发电效率的影响,使得日照面积均匀且接受光照时间更长;当太阳能电池温度升高时会导致光电转化效率显著降低[18],水上光伏系统依托水面而建,水对太阳能电池板有冷却效应,从而有效提高了光电转化效率,获得比同地区传统地面光伏电站更多的电量[19]。
光伏电站在运行期间,电池板表面会累积粉尘,这些粉尘会反射、散射和吸收太阳辐射,使得面板的有效太阳辐射降低,输出功率也随之降低[20]。同时,聚集的灰尘有部分成分具有腐蚀性,导致光伏电池板变得不平整且升温更快,进一步降低光电转化效率。建于水面之上的光伏电站集尘较少,且光伏组件清洗便利,有效减小粉尘对发电效率的不利影响。除此之外,水面反光使得水面光伏系统的总辐射量大于地面光伏系统,进一步提高了光伏电站的发电量。
在非干旱区,陆地灌木和草丛会遮挡阳光,干旱区、半干旱区沙尘较多,均会降低发电效率,增加管理难度与维护成本。
2.3 防蒸发节水
水上光伏电站的光伏组件覆盖于水面上,能够大幅度减小风速对水面的影响,同时太阳能电池板能够吸收大部分太阳辐射,有效降低水体与外界环境的热交换,达到抑制水面蒸发、节约水资源的目的,也降低了到达水体的光照强度,减少藻类光合作用,一定程度上能够抑制藻类繁殖。
对于干旱区与半干旱区的平原水库,蓄水量会因水体蒸发而减小,蒸发作用利于盐分浓缩,导致水体的矿化度提高,对水质有不利影响且使下游灌区土壤盐渍化程度加剧。光伏组件能够抑制水面蒸发,相当于增加了蓄水量,对降低水体矿化度有一定的帮助。
2.4 开发新模式
两淮地区因大量开采煤矿导致地表塌陷,形成采煤沉陷区,采煤沉陷区一般地势较低,通常处于积水状态,这对生态环境和水文地质环境造成了极大的影响。2015年相关专家提出在采煤沉陷区水面上建造光伏电站,将水上光伏发电系统与采煤沉陷区水面综合治理相结合,探索出一条新的治理采煤沉陷区道路。
在水资源相对丰富地区,可将渔业养殖技术与光伏发电技术相结合,在鱼塘上面建立水上光伏电站,在发电板下方水域进行鱼虾养殖。在深水区还可运用漂浮式发电单元作为网箱,形成“水下养鱼,水上发电”的水上光伏发电新模式,实现“一地两用”,使光伏产业与水产养殖业能够相互支撑、共同发展。
综上所述,水上光伏电站较传统地面光伏电站优势显著,但由于地理位置、气候特征的差异,因此建设水上光伏电站选址不同,能够发挥的优势以及产生的综合效益也不同。在非干旱地区,水资源充足,水上光伏电站以发电为主,但在干旱与半干旱地区,可考虑将产能、防蒸发节水以及控盐相结合,因地制宜地发展水上光伏电站,将社会经济效益最大化。
3 “一带一路”干旱区水上光伏电站发展前景分析 文章来源:《干旱区资源与环境》 网址: http://www.ghqzyyhjzz.cn/qikandaodu/2020/1124/374.html