漂浮式太陽能電站是可再生能源的新浪潮
我們最近在一篇關於 Climeworks 的文章中提到了氣候變化的話題，該文章講述了這家初創公司是如何開發一種捕捉空氣中導致溫室效應的氣體 – 二氧化碳的技術的。這一努力是高尚的，即使目前並不能實現盈利。讓我們面對現實吧，唯一能大規模清潔地球的方法就是讓它有利可圖。該戰略還需要考慮到零碳技術的實用性和有效性。太陽能當然符合這個標準。據 PBS 報道，美國太陽能產業在 2016 年創造了超過 1500 億美元的經濟利益，在 2007 年至 2017 年的 10 年期間，收入從 4200 萬美元躍升至 2.1 億美元。文章還指出，從事太陽能相關工作的人數是採礦業的兩倍。也許這就是為什麼很多公司，包括谷歌，都在考慮建造浮動太陽能發電廠。
什麼是漂浮太陽能發電廠?
除非你住在蚊蟲滋生的河口附近，否則自 2008 年大蕭條以來，房地產價格很有可能一直在攀升。如果你住在世界上生活成本最高的城市之一，那就更是如此了。在那裡，居民必須在每週的早午餐約會中購買牛油果沙拉的成本和為購買宜家(IKEA)傢具而支付的小公寓租金之間做出選擇。換句話說，在陸地上建造傳統太陽能農場的土地越來越少。浮式太陽能發電場類似於陸基太陽能發電系統，只是它們部署在浮筒上，通過錨定和繫泊系統將平臺固定到位。在大多數情況下，它們建在人造水庫上。當然，也有一些變化，但通常情況下，它們看起來是這樣的：
浮動太陽能發電廠有一些明顯的優勢，例如由於水的冷卻作用和灰塵的減少而提高了能源產量。（海洋的冷卻效應是微軟測試水下數據中心概念的原因之一。）漂浮的太陽能電池板還為水源提供遮陽，幫助減少蒸發，同時也防止淡水中的藻類繁殖。
世界上最大的浮動太陽能發電廠
世界銀行(World Bank)的一份報告顯示，2007年，日本在人口密集的地區建成了首個浮動光伏發電系統。美國是最早的採用者，2008 年在加利福尼亞一家酒廠附近的水庫上進行了首次商業安裝。(顯然，這位葡萄酒商認為，這片土地可以更好地用來種植更多的高價梅洛葡萄。)當然，沒過多久，我們中國就採取了行動，找到了另一種方法，在科技領域擊敗美國，成為漂浮太陽能光伏行業的領導者。
中國現在擁有世界上最大的太陽能發電廠，這些發電廠集中在安徽省。這個最大的浮動太陽能發電廠可發電 150 兆瓦。根據地理和天氣等多種因素，對一兆瓦能供電多少家庭的估計相差很大，但加州能源委員會(California Energy Commission)估計有750戶。我們的高等數學技能告訴我們，一個150兆瓦的太陽能發電廠可以支持大約11.25萬戶居民。當然，中國不是加州，至少是兩倍。
從事浮動太陽能光伏發電項目的公司是Sungrow Power Supply，這是一家已有22年歷史的中國公司，主營替代能源硬體和服務。Sungrow(CH:300274)在深圳證券交易所上市，號稱是中國最大的太陽能光伏逆變器製造商，其北美子公司位於安大略省。該公司最近進軍日本市場，據報道，日本市場上的太陽能發電站數量最多，但多數發電站並不比小魚池大多少。電子和陶瓷製造商京瓷 Kyocera(JP:6971)被認為是日本浮式太陽能農場系統的領導者。
浮動太陽能發電廠的市場潛力
世界上有超過 40 萬平方公里的人造水庫，世界銀行的報告稱，這些水庫可以支持至少 400 吉瓦的太陽能，是目前世界範圍內光伏容量的兩倍。目前，全球僅安裝了約110億瓦的漂浮太陽能電池板：
這大致相當於21世紀初地面系統的容量。世界銀行估計，「浮動太陽能至少可以像陸基光伏發電部署所獲得的成本降低那樣迅速地發展，並從中獲利。」美國國家可再生能源實驗室估計，在美國 24000 多座人造水庫上安裝漂浮的太陽能光伏系統，最終可能產生美國每年約 10% 的電力產量。
儘管我們對市場預測報告的信心不亞於對占星術的信心，但其中一位預測者表示，2016年，漂浮太陽能發電廠市場的價值已經超過8億美元，預計到2025年將達到20億美元。只有當水瓶座上升的時候。不管那意味著什麼。
混合浮式太陽能電站
有什麼比一種可持續的綠色能源更好呢？有兩個。工程師們已經開始著手製造併網混合系統，將漂浮的太陽能電池板與水電站結合起來。顯而易見的優勢是，水電系統已經接入電網，提供了使電網正常運轉所需的一些基礎設施。葡萄牙幾年前建立了一個小型系統。
這種水力混合系統已經與陸基光伏電站並存。最大的當然是在中國。太陽能電池板在白天的高峯時段承擔繁重的工作，而水力發電機在其他時間承擔更多的工作。
建造浮動太陽能發電廠的私營公司
除了陽光電源（Sungrow）和京瓷（Kyocera）這樣的上市公司，一些私營公司也在開發浮動太陽能農場技術。其中一個領導者可能是2006年成立的法國公司Ciel and Terre。然而，自2011年以來，該公司一直全力開發漂浮太陽能系統。它的旗艦系統是 Hydrelio，它聲稱這是第一個「專門的工業化系統，使太陽能板漂浮在水面上。」該公司的美國該公司總部位於加利福尼亞州的佩塔盧馬，最近在科羅拉多州和加利福尼亞州建成了水上太陽能發電廠。該公司目前正在開發一個更強大的系統，可以處理更困難的應用，如水電大壩，甚至近海項目。
一家名為 Swimsol 的奧地利公司專門生產近海漂浮太陽能發電場，但只生產相對較淺和受保護的瀉湖。憑藉SolarSea解決方案，該公司輕鬆壟斷了馬爾地夫市場，並計劃在東南亞擴張。這些漂浮的太陽能平臺可以經受住海浪、海流、潮汐、極端紫外線、濕度的影響，並且具有防腐能力。Swimsol 公司表示，由於水的冷卻作用和水面反射的額外光線，其漂浮的太陽能發電廠的發電量比同一地理區域的屋頂系統高出 10%。而且安裝它不需要花費一分錢;Swimsol完成所有工作，向客戶出售電力。
上個月，愛爾蘭初創公司SolarMarine Energy從政府獲得了22.5萬美元的撥款，用於開發其漂浮太陽能技術。具體細節尚不清楚，但該公司表示，它正在開發近海和近海平臺。
德克薩斯州的 Suniboat 是進入這個名單的美國企業。它提供了一個交鑰匙服務，從開發浮動太陽能發電廠的設計到運營和維護。和 Swimsol 一樣，它也為客戶提供了安裝所有服務並直接從Suniboat購買電力的選擇。該公司已經在印度完成了一個試驗裝置，這顯然可能被證明是一個巨大的市場，5000 多座大壩覆蓋了近 1.4 萬平方公里。
結論
浮動太陽能電站似乎是可再生能源系統的新浪潮。最酷的是，雖然我們還處在起步階段，但這項技術本身已經得到了證明，而且成本仍在下降。這並不像安裝太陽能電池板的汽車那樣是一種噱頭，而是一個可行的解決方案，並將在未來幾年迅速部署。
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