漂浮太陽(yáng)能發(fā)電的電氣原理與地面和屋頂系統(tǒng)相似。獨(dú)特之處在于可拆卸的浮體結(jié)構(gòu)，可以安裝在未開(kāi)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(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及其他有用信息。



一、什么是漂浮太陽(yáng)能？

漂浮太陽(yáng)能，也稱(chēng)為水上浮動(dòng)光伏系統(tǒng)，是指位于水體上方的太陽(yáng)能電池陣列。太陽(yáng)能電池板牢固地安裝在浮體結(jié)構(gòu)上，雖然會(huì)輕微晃動(dòng)但不影響系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)電。通常，漂浮太陽(yáng)能系統(tǒng)會(huì)安裝在池塘、湖泊和水壩上，因?yàn)榕c海洋相比，這些地方的風(fēng)力相對(duì)較小。

浮動(dòng)太陽(yáng)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(dòng)陣列產(chǎn)生的電力通過(guò)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(yáng)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(yáng)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(tái)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(yáng)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(qiáng)穩(wěn)定性并為太陽(yáng)能電池板提供堅(jiān)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(dòng)平臺(tái)，避免因風(fēng)或水流引起的漂移，從而保證太陽(yáng)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(yáng)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(chǎng)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(lái)管理系統(tǒng)內(nèi)的電氣連接。這些電纜將太陽(yáng)能電池板連接起來(lái)，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(diǎn)，確保安全高效的能源傳輸。

三、浮動(dòng)太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì)

1、空間效率

浮動(dòng)太陽(yáng)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(guò)高的地區(qū)。浮動(dòng)太陽(yáng)能系統(tǒng)可以裝在水庫(kù)、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(lái)建造太陽(yáng)能發(fā)電站的需要。這是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗梢栽诓粻奚鼘氋F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(dòng)光伏系統(tǒng)中水與太陽(yáng)能電池板之間的共生關(guān)系可提高太陽(yáng)能效率。水的自然冷卻效果有助于維持太陽(yáng)能電池板的較低運(yùn)行溫度，從而緩解太陽(yáng)能板的過(guò)熱問(wèn)題。這種溫度調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)可將太陽(yáng)能電池板的效率提高高達(dá) 15%，從而提高能量輸出，從而提高投資回報(bào)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(dòng)太陽(yáng)能電池板的效率。陽(yáng)光從水面反射回太陽(yáng)能電池板會(huì)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(dòng)太陽(yáng)能系統(tǒng)成為優(yōu)化太陽(yáng)能發(fā)電的有吸引力的方案。

4、節(jié)約用水

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

5、降低安裝成本

與地面太陽(yáng)能相比，浮動(dòng)太陽(yáng)能的成本會(huì)較低。因?yàn)椴挥谜鞯睾瓦M(jìn)行大量場(chǎng)地準(zhǔn)備，而這些往往需要大量費(fèi)用。此外，浮動(dòng)太陽(yáng)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(duì)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(dòng)太陽(yáng)能系統(tǒng)對(duì)水生生物的影響較小。浮動(dòng)太陽(yáng)能電池板的設(shè)計(jì)和定位可以確保對(duì)水生棲息地的干擾最小，從而促進(jìn)與水生生態(tài)系統(tǒng)的良性共存。

7、可擴(kuò)展性和靈活性

你可以從小型浮動(dòng)太陽(yáng)能開(kāi)始，然后根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。浮動(dòng)平臺(tái)的模塊化特性使其易于調(diào)整和擴(kuò)展系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的場(chǎng)地尺寸和配置。



四、漂浮太陽(yáng)能的缺點(diǎn)

1、較高的初始成本

與地面光伏系統(tǒng)相比，漂浮太陽(yáng)能需要額外的浮動(dòng)平臺(tái)、錨固系統(tǒng)以及更堅(jiān)固的防水電氣設(shè)備。這些額外的基礎(chǔ)設(shè)施和組件會(huì)顯著增加項(xiàng)目的初始投資成本，通常比陸地光伏高出10%至25%。

2、維護(hù)挑戰(zhàn)

水上環(huán)境（尤其是咸水環(huán)境）更容易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和損壞。維護(hù)和清潔通常需要船只和專(zhuān)業(yè)潛水員，操作更為復(fù)雜和昂貴。水生生物（如鳥(niǎo)類(lèi)糞便、藻類(lèi)、藤壺等）的附著和生長(zhǎng)會(huì)影響太陽(yáng)能板的效率，需要定期清理。另外，電纜管理和水下錨固系統(tǒng)的檢查和維護(hù)也更具挑戰(zhàn)性。

3、應(yīng)用場(chǎng)景的局限性

并非所有水體都適合安裝漂浮太陽(yáng)能。需要考慮水深、水域面積、水底狀況、風(fēng)浪條件、現(xiàn)有水體用途（如航運(yùn)、漁業(yè)、旅游）等因素。在結(jié)冰嚴(yán)重的寒冷地區(qū)，漂浮太陽(yáng)能的應(yīng)用會(huì)受到限制。

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