浮动太阳能电池板可能成为清洁能源领域的下一个重大突破

太阳能电池板可以安装在屋顶、地块上或基本上任何可以固定在坚固物体上的地方。也就是说，可供安装太阳能电池板的坚固空间是有限的。为了应对气候变化，我们的电力结构将需要更多的可再生能源系统来取代化石燃料。太阳能行业的许多人都在为太阳能电池板寻找新家——甚至可能漂浮在水面上。

浮动太阳能发电场已经存在十多年，但水上太阳能板在过去几年变得更加突出。基本思路是将太阳能电池板连接到塑料浮子上，然后漂浮在水体上。这些浮动太阳能电池阵列通常放置在人造水体上——城镇水库、灌溉水库、水处理设施——以避免干扰生活在自然水体中的动植物物种。例如，美国最大的浮动太阳能发电场位于加利福尼亚州的一个废水池上，发电量接近 5 兆瓦。

预计未来十年浮动太阳能行业将大幅增长，但今年新建的太阳能装置中只有约 2% 是水上太阳能装置。

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加州大学戴维斯分校地球系统科学与生态学副教授丽贝卡·埃尔南德斯一直在研究浮动太阳能的好处及其潜在的环境影响。“在许多情况下，它节省了土地，”埃尔南德斯告诉《大众科学》 。“我们发现，我们考察的三个地点有意将浮动太阳能安置在水上，因为他们没有足够的空间安装陆地 [太阳能]。”

埃尔南德斯表示，浮动太阳能的另一个好处是水的自然冷却效果。埃尔南德斯表示，由于水的蒸发冷却效果，太阳能电池板在较冷的温度下工作效率更高。液体以蒸汽形式逸出时会带走地表水中的热量，从而使水进一步冷却。据估计，浮动太阳能比陆地太阳能效率高出 15%。

埃尔南德斯表示，漂浮式太阳能对环境的影响仍是一个谜。她补充说，太阳能板所处的塑料浮筒可能会随着时间的推移而降解，并可能对水体产生负面影响，但还需要进行更多研究。

“我们正在研究浮动太阳能如何影响水质，”埃尔南德斯说。“我们正在研究水温、溶解氧、pH 值、浊度、藻类总量等指标，并试图了解浮动阵列如何影响这些重要参数。”

一些浮动太阳能电池板被放置在动物生活的水体上，例如雨水径流池。然而，埃尔南德斯看到现在与浮动太阳能共享家园的动物很快就适应了这些太阳能电池板。她说她看到鸟儿站在浮筒上捕鱼，水獭用浮筒来躲藏。

“我们可以看到鸟儿在阵列上方飞翔，”埃尔南德斯说。“我担心鸟儿会撞上这些面板，因为它们觉得这些面板看起来很像水，但令人惊奇的是，鸟儿们真的适应了这些东西。”

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还有许多其他地方可以部署浮动太阳能。理想情况下，浮动太阳能可以放置在现有水力发电厂附近，这将使该设施能够从两个来源发电。去年，韩国的一个项目开始在水力发电大坝附近测试一个 41 兆瓦的浮动太阳能项目。

加州大学伯克利分校土木与环境工程教授戴维·塞德拉克告诉《大众科学》 ：“显然，水力发电站的优点是，它有基础设施将电力输送到某个地方。缺点是，这些水力发电站有时会被用于娱乐。如果公众支持水电站的原因之一是他们可以在那里划船或钓鱼，我不知道你愿意占用多少水库。”

浮动太阳能也可以在海洋上安装。新加坡太阳能供应商 Sunseap 去年在海湾部署了这项技术，在那里，太阳能电池板将相对免受大浪和其他恶劣天气的影响。公海上的条件可能过于恶劣，不适合安装这样的太阳能电池阵列。到目前为止，该计划似乎进展顺利。

与我们习惯的陆基太阳能电池板相比，浮动太阳能仍然是一种新的太阳能利用方式，但在太阳能发电场土地稀缺或水资源丰富的地区，浮动太阳能似乎具有很大的潜力。我们在地面、屋顶甚至海上安装的太阳能越多，我们对化石燃料的依赖就越少。