水上與沙漠光伏技術(shù)：未來(lái)發(fā)展的潛力與應(yīng)用前景

在數(shù)年來(lái)光伏安裝量快速提升后，今年光伏系統(tǒng)安裝量將超過 450 GW，市場(chǎng)必須開始尋找更多的光伏應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)應(yīng)對(duì)合適的土地資源逐漸減少的問題。今年全球最大光伏展會(huì)SNEC中更可看到，許多組件廠紛紛展出不同應(yīng)用場(chǎng)景下適配的組件，其中水上和沙漠環(huán)境中的應(yīng)用尤為引人注目，并為市場(chǎng)提供了新的商業(yè)契機(jī)。

這些應(yīng)用場(chǎng)景不僅能有效解決土地資源限制的問題，還能與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境相互結(jié)合，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的互惠互利。本文將深入探討水上光伏和沙漠光伏技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)特性及其未來(lái)發(fā)展?jié)摿Γ⑼ㄟ^具體案例分析這兩種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)。

水上光伏應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用與特性

水上光伏發(fā)電是一種新興且具潛力的技術(shù)，透過在水面裝置光伏組件以進(jìn)行發(fā)電功能，其具有環(huán)保、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益等多重優(yōu)勢(shì)。在安裝方面，除了可采用環(huán)保材料以保護(hù)生態(tài)環(huán)境之外，還能通過簡(jiǎn)便快速的建設(shè)方式降低施工成本，同時(shí)避免陸地光伏開發(fā)所遇到的土地產(chǎn)權(quán)問題。目前而言，水上光伏又分為兩種，分別為海上項(xiàng)目和陸域水體項(xiàng)目，其中陸域水體項(xiàng)目又包括湖泊、水庫(kù)、廢棄礦場(chǎng)建置、人工湖和埤塘等不同應(yīng)用場(chǎng)景。

在組件選用方面，雙玻組件在水上光伏的場(chǎng)景下能更佳有效解決水氣透過率的問題，相較于地面型光伏可再提高 5-10% 的發(fā)電量。應(yīng)用設(shè)計(jì)方面，水深小于 3 米的水域通常采用樁基固定式，而水深超過 3 米的水域則多采用漂浮式（浮管式、浮箱式）。由于水上的施工方案相較于陸地更為簡(jiǎn)便快速，這也促使不少開發(fā)商意識(shí)到此商機(jī)，開始朝向水上案場(chǎng)發(fā)展，也另外為組件制造商帶來(lái)差異化的市場(chǎng)，如本次 SNEC 展會(huì)中，許多廠家也開始紛紛展出各種應(yīng)用于水面場(chǎng)景的光伏組件，反映出水面光伏的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

隨著水上光伏應(yīng)用逐步被重視，今年中國(guó)的海上光伏開工項(xiàng)目預(yù)計(jì)有 2-3 GW 的規(guī)模，且主要集中在山東、江蘇、浙江和福建等沿海地區(qū)，目前部分項(xiàng)目將計(jì)劃于今年下半年至明年上半年陸續(xù)建設(shè)，并于四季度開始拉貨，其中陽(yáng)光水面光伏公司又作為目前市占率最高的企業(yè)，也是目前唯一能在百米深的水域建設(shè)光伏案場(chǎng)的公司。除了大型海上光伏的應(yīng)用之外，現(xiàn)今中國(guó)的陸域水體的應(yīng)用上也有許多待開發(fā)地區(qū)，其開發(fā)項(xiàng)目又區(qū)分為集中式與分布式，前者的陸域水體項(xiàng)目大多來(lái)自于采煤沉陷區(qū)，其規(guī)模約落在 50-200 MW 之間，后者則多為埤塘水面項(xiàng)目，單個(gè)案場(chǎng)容量則一般在 5-30 MW，綜上累積，陸域水體項(xiàng)目極具潛力 。整體而言，InfoLink 預(yù)期中國(guó)地區(qū)的水上光伏在今年有望突破 5 GW 的累積安裝量、全球累積安裝量則有望達(dá)到 7-8 GW 的水平。

盡管水上光伏將有助于光伏安裝量的持續(xù)增長(zhǎng)，然而目前在開發(fā)過程中仍有不少難題，除了建造與后續(xù)運(yùn)維的難度高以外，市場(chǎng)對(duì)于水質(zhì)、水域生態(tài)的疑慮也有待更多案例供驗(yàn)證。廠家們近年來(lái)也開始為這些意見提供解決方案，例如，陽(yáng)光水面光伏公司在新加坡的 60 MW 水庫(kù)項(xiàng)目中，為確保水質(zhì)不受影響，在水上光伏項(xiàng)目中使用食品級(jí)材料，并通過嚴(yán)格檢驗(yàn)與質(zhì)量把控，藉此確保飲用水的安全，以消除民眾對(duì)水質(zhì)影響的疑慮。隨著更多企業(yè)引入創(chuàng)新技術(shù)和實(shí)施嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施、以及成功案例數(shù)的提升，水上光伏的社會(huì)接受度逐漸提高，有望在環(huán)保和利益相關(guān)者之間能更再達(dá)成更多的共識(shí)以實(shí)現(xiàn)永續(xù)發(fā)展。

沙漠光伏應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用與特性

沙漠光伏發(fā)電是透過強(qiáng)烈的日照、廣闊的大型案場(chǎng)等進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效且經(jīng)濟(jì)的發(fā)電效益，在全球沙漠光伏計(jì)劃中，中國(guó)是極具代表性的國(guó)家，其中最為著名的即新疆和內(nèi)蒙古等西北地區(qū)的國(guó)家大基地「沙戈荒」計(jì)劃，又作為首批首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的大型風(fēng)光基地計(jì)劃，目前第一期 1 GW 已成功并網(wǎng)發(fā)電，第二期與第三期則陸續(xù)開工建設(shè)當(dāng)中。由于近期集中式計(jì)劃多受到土地合規(guī)審查與生態(tài)保育等政策影響，加上沙漠用地取得相對(duì)容易，開發(fā)商逐漸深入內(nèi)陸沙漠地區(qū)尋地；此外，在沙漠地區(qū)興建光伏案場(chǎng)也可提升治沙成效，使光伏治沙工程也逐漸受到重視。

在組件的選用方面，沙漠環(huán)境對(duì)光伏組件的技術(shù)要求極高，考慮到沙漠地區(qū)存在高溫、日夜溫差大、高紫外線以及沙塵暴等因素，對(duì)組件的耐高溫與抗風(fēng)沙能力提出了極高要求，目前部分組件廠亦在技術(shù)方面加緊突破，例如增加組件玻璃厚度以抗風(fēng)沙、導(dǎo)入防塵沙技術(shù)、提高組件耐高溫能力等測(cè)試條件。在沙漠的應(yīng)用場(chǎng)景方面，部分地區(qū)亦有特殊規(guī)范，如內(nèi)蒙古地區(qū)對(duì)治沙計(jì)劃有相關(guān)規(guī)定，要求案場(chǎng)項(xiàng)目須在當(dāng)?shù)卦O(shè)置電池與組件產(chǎn)能，并要求發(fā)電調(diào)峰穩(wěn)定、搭配儲(chǔ)能自發(fā)自用，故廠家在該地建設(shè)案場(chǎng)時(shí)仍須考慮到以上要點(diǎn)，加上目前西北地區(qū)治沙計(jì)劃仍因饋線輸電問題導(dǎo)致開發(fā)受限，電力無(wú)法大量輸送至其他省份，促使部分廠家對(duì)于沙漠光伏項(xiàng)目的關(guān)注度相對(duì)其他應(yīng)用場(chǎng)境更為冷淡，故今年治沙項(xiàng)目需求預(yù)計(jì)相對(duì)有限。

水上光伏和沙漠光伏技術(shù)皆預(yù)示著未來(lái)可再生能源發(fā)展的特殊方向，為了最大化利用水上光伏和沙漠光伏的經(jīng)濟(jì)效益，部分水上光伏項(xiàng)目則藉由漁業(yè)養(yǎng)殖、休閑觀光等多功能開發(fā)，形成「漁光互補(bǔ)」的綜合利用模式，而沙漠光伏方面，目前亦有項(xiàng)目是透過光伏發(fā)電、農(nóng)業(yè)種植、生態(tài)修復(fù)作為理念，進(jìn)而打造多功能的沙漠園區(qū)。盡管現(xiàn)階段兩者在全球的應(yīng)用上仍為小眾市場(chǎng)，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步、政策上的持續(xù)支持，未來(lái)仍具備一定的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r(shí)有望實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益之間的雙贏。