
目前市场上大部分太阳能系统都存在两个重大缺陷:需要占用大面积的土地以及太阳能电池制造和维护成本高企。尽管这些难题妨碍了太阳能产业在没有政府补贴的国家大面积推广,但人们依然在寻找新的方法扩大太阳能市场。美国《科学日报》近日报道,一种新的技术将会克服这些挑战,这就是:漂浮太阳能发电场。
这一由法国和以色列合作研发的创新性的太阳能生产技术将太阳能生产引入一个全新的范式。
一年前,就在研发设计过程结束后,设计团队开始组装原型机,并计划在2011年9月开始投入使用。测试地点选在法国东南部的卡达拉什,这一地区处在法国电网的优越位置,而当地的水电站则可以提供该系统组装测试所需的开阔水面。现场操作将需要9个月的时间,评测在此期间季节和水文变化状况下该系统的表现和产能。研发人员认为到2012年6月,他们将获得将该技术投入市场所需的全部数据。
当领先的光伏企业为寻找建设太阳能电场的土地而努力时,这一项目的团队发掘在水面建设太阳能电站的潜力。建设电场的水域不是自然保护区、旅游度假区或者公海,而是工业用或者其他用途水域。因此,水上太阳能发电场不会对自然产生负面影响。“这是一个双赢局面。”研究团队的负责人卡塞尔博士称,“在众多水库的水用来发电以及工农业生产的同时,还可以用来安置太阳能发电装置。”
在解决了空间问题之后,该团队同样关注成本问题。“这看起来很棒,把太阳能和水结合起来发电,但我们同样需要证明这种模式长期来看在经济上行得通。”卡塞尔博士解释说。
开发者正在通过两种方式使该技术降低成本。首先是在减少太阳能电池数量的同时保持电力生产量,这得益于一种镜面太阳能集中系统的运用。其次,设计团队在漂浮太阳能电场中使用了一种创造性的水冷却系统。这种冷却方式使得太阳能光伏系统仍可以使用硅基太阳能电池。硅电池在使用过程中有过热的问题,要维持系统正常工作需要冷却系统辅助。相比普通电池,这种电池发电效率更高。基于以上特性,这一水上太阳能系统就同时具备了可靠性和经济性。
为了使此项技术更高效并为投入市场做好准备,此系统采取模块化设计,即在一个太阳能板可以按照电力需求安装不同数量的同一的发电模块。每个模块标准生产200千瓦电力,只要简单地增加模块数量就可以增加生产平台的总发电量。
该团队还致力于减少此项技术的环境影响。此项技术可以确保水体与空气进行氧气交换,确保有足够的氧气可以维持水下动植物的生存。卡塞尔博士强调“投入运行的一个阶段性目标就是在专家的协助下密切观察该技术对环境可能产生的影响,而且,初步的调查显示水体质量和动植物系统并没有受到有害的环境影响。我们在生产材料的选择过程中也一直考虑到这方面的因素。”