全球潛在的水力連接浮動(dòng)光伏發(fā)電能力可達(dá)7.5太瓦

摘要：美國的研究人員表示，將太陽能和水力發(fā)電結(jié)合成一個(gè)完整的混合系統(tǒng)配置，最多可實(shí)現(xiàn)7593GW的裝機(jī)容量，估計(jì)年發(fā)電量為10,616千瓦時(shí)，水庫覆蓋率為20%。以這種方式將太陽能和水力結(jié)合會(huì)帶來更多的好處，包括改善不同時(shí)間尺度的系統(tǒng)運(yùn)行，抽水水力帶來更多的存儲(chǔ)機(jī)會(huì)，提高輸電線路的利用率，減少光伏棄用，以及降低互連成本和水蒸發(fā)。

美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的科學(xué)家分析了浮動(dòng)光伏(FPV)和水電站混合發(fā)電的潛在好處，并確定了這類項(xiàng)目的全球潛力在3039GW到7593GW之間。

在發(fā)表在《可再生能源》上的研究中，學(xué)者們描述了三種不同的項(xiàng)目類型:

1.共存混合系統(tǒng)，即光伏安裝和水力發(fā)電設(shè)施位于同一地點(diǎn)，但分別運(yùn)行和優(yōu)化;

2.虛擬混合動(dòng)力系統(tǒng)，兩種動(dòng)力產(chǎn)品位于不同的地點(diǎn)，通過雙邊協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化;

3.全混合動(dòng)力系統(tǒng)，通過協(xié)同優(yōu)化規(guī)劃和操作來提高成本和性能。

作者指出:“在這項(xiàng)工作中，我們考慮了浮動(dòng)光伏和水力耦合在一起的全混合浮動(dòng)光伏-水力發(fā)電系統(tǒng)，允許它們的操作協(xié)同優(yōu)化和調(diào)度。”他們接著說，這種系統(tǒng)更可取，因?yàn)樗鼘⒖勺兊目稍偕茉醇夹g(shù)與可調(diào)度的能源技術(shù)結(jié)合在一起，因此具有高度的可控性。

與單獨(dú)運(yùn)行的兩種技術(shù)相比，太陽能和水力耦合帶來的共同利益包括：改善系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度下的運(yùn)行，抽水蓄能帶來更多的蓄能機(jī)會(huì)，提高輸電線路利用率，減少光伏削減，以及互連成本和水蒸發(fā)。

該團(tuán)隊(duì)使用地理空間方法來計(jì)算浮動(dòng)太陽能與水力發(fā)電結(jié)合的技術(shù)潛力，該方法只考慮了浮動(dòng)光伏系統(tǒng)的容量、發(fā)電量和適用區(qū)域。他們解釋說:“這一評(píng)估不包括水電容量、發(fā)電量或混合運(yùn)營的考慮。”

根據(jù)這項(xiàng)名為“靠近海岸”的研究中提出的最樂觀的設(shè)想，如果將太陽能和水電完全混合動(dòng)力系統(tǒng)配置在一起，那么全球的裝機(jī)容量將達(dá)到7593GW，假設(shè)水庫覆蓋率為20%，估計(jì)年發(fā)電量將達(dá)到10616千瓦時(shí)。

在最悲觀的情況下，即遠(yuǎn)離海岸的情況下，全球潛力估計(jì)為3039GW，年產(chǎn)量為4251 TWh，最大儲(chǔ)層覆蓋面積為8%。研究人員解釋說:“當(dāng)我們?cè)黾拥胶０兜淖畲缶嚯x并保持到海岸的最小距離不變時(shí)，潛在的裝機(jī)容量就會(huì)增加。”“同時(shí)，當(dāng)我們?cè)黾与x海岸的最小距離(偏移)時(shí)，潛在的運(yùn)力會(huì)降低。”

這兩位學(xué)者指出，他們的方法并沒有考慮到類似項(xiàng)目的開發(fā)商可能會(huì)遇到的項(xiàng)目選址限制，而且需要深入了解當(dāng)?shù)氐牡鼗?yàn)證數(shù)據(jù)和法規(guī)，才能評(píng)估項(xiàng)目的實(shí)際可行性。他們總結(jié)說:“因此，這里提出的技術(shù)潛力結(jié)果是樂觀的，是全球浮動(dòng)光伏 -水電系統(tǒng)容量和發(fā)電量的上限。”“此外，技術(shù)潛力并沒有抓住浮動(dòng)太陽能光伏的經(jīng)濟(jì)或市場潛力，也沒有潛在的未來技術(shù)改進(jìn)。”

根據(jù)他們的說法，還需要進(jìn)一步的研究來評(píng)估混合式浮水光伏項(xiàng)目的成本，適當(dāng)?shù)睾饬克鼈兊囊?guī)模，并解決其部署的社會(huì)和政治問題，以及政策和監(jiān)管方面的不確定性。