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Image: SeongJoon Cho / Bloomberg via Getty Images
根据一项新的研究,全世界成千上万的城市可以完全依靠漂浮在水库顶上的太阳能电池板为自己供电。这是一种相对简单的方式,在本地产生可再生能源,同时节约用水。
悬浮在水面上的太阳能阵列,或漂浮在陆地上的太阳能电池,其工作原理与陆地上的类似。面板安装在木筏上,而不是停车场、屋顶或其他接地支架上。但它们尚未部署在世界各地的许多地方,2020年仅生产了不到全球陆地太阳能发电场的1%的电力。现在,发表在《自然可持续发展》杂志上的一项新研究表明,利用这项新兴技术,城市可以挖掘出多少潜力。
研究人员发现,从理论上讲,124个国家的6256个城市可以通过部署在附近水库上的太阳能电池板满足所有电力需求 —— 只需要用漂浮物覆盖大约30%的水面。研究人员使用多个数据库分析了全球114555座水库,然后使用真实的气候数据对潜在发电量进行了建模。
而且,由于所有这些漂浮阵列都能阻挡足够的阳光以减少蒸发,研究人员还预测了主要的节水措施。累计起来,这些小组每年可以节约大约3亿人可能使用的水(或每年大约106立方千米)。这将是非常有帮助的,因为气候变化导致的干旱使水库干涸。
事实上,在气候变暖的世界中,当涉及到需要快速解决的问题时,漂浮的太阳能电池板就占了很大一部分。随着水位下降,干旱影响了水力发电。而热浪会使太阳能电池板的效率降低25%,这意味着它无法将同样多的阳光转化为电能。幸运的是,水具有冷却作用,可以防止太阳能电池过热。至关重要的是,浮式太阳能发电场和水电站可以在人们需要更多电力用于空调的炎热夏季提高发电量。
这其中还有其他实际好处。在陆地上,大型太阳能农场可能会与农业或栖息地保护等其他优先事项争夺空间。漂浮在水库上的光伏板则可以避免这些争议。
可以肯定的是,开发商仍需要评估每个水库,以限制任何负面副作用。例如,用太阳能电池板覆盖太多的水库可能会导致水中的氧气减少,这可能会伤害鱼类。研究指出,建造人工水库而不是天然水体可能是一种破坏性较小的选择。
这项研究发现,最有潜力的浮游藻类集中在水库附近的地方已经存在着许多居住社区。这些地区人口往往少于50000人,与佛蒙特州伯灵顿或宾夕法尼亚州哈里斯堡的规模相当。在人口超过100万的城市中,只有15%的城市能够完全通过浮动太阳能发电场满足其全部电力需求。美国是最适合打造水库的国家,其次是中国和巴西。
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