太阳能电池板和水渠可能成为加州真正的电力组合

加州有大约 4,000 英里长的运河，将清洁水输送到全州各地。新研究表明，这些运河的作用远不止为加州居民提供饮用水——如果与太阳能电池板配合使用，这些运河还可能成为一种既能产生太阳能又能节约用水的方式。

这项新研究展示了加州大学默塞德分校和加州大学圣克鲁斯分校研究人员的分析，量化了该州建设“太阳能运河”系统的经济可行性。

加州的水系统是世界上最大的水系统之一，为 2700 多万人提供了重要的水资源。加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员、这项研究的主要作者布兰迪·麦奎因 (Brandi McKuin) 发现，为运河遮荫可以减少水的蒸发，就像在炎热的夏天把一杯水放在阴凉处而不是放在露天可以防止水蒸发。使用桁架或悬索安装太阳能电池板作为运河的保护伞，正是太阳能运河的双重作用。

“我们每年可以节省多达 630 亿加仑的水，”她说。“这相当于灌溉 50,000 英亩农田或满足 200 多万人的生活用水量。”水对于经常遭受干旱的加利福尼亚州来说尤其重要。

那么，我们为什么不把水渠盖起来呢？加州大学伯克利分校法学院惠勒水资源研究所所长迈克尔·基帕斯基（Micheal Kiparsky）没有参与这项研究，他说，虽然太阳能水渠的节水效果听起来很棒，但考虑到项目的规模，这个数字还是很小的。“水资源可能不足以促使全州都这样做，”他说。

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除了冷却运河之外，这些太阳能电池板还可以从户外阳光中获取大量能量。虽然分析没有测量这些太阳能电池板的发电量，但 McKuin 通过“粗略”计算估计，这些太阳能电池板的发电量约为 13 千兆瓦，或“预计到 2030 年实现该州脱碳目标所需的新发电量的一半”。有了这种电力，有可能取代对空气质量有一定影响的柴油灌溉泵。

基帕斯基认为将发电与使用大量电力的水利系统结合起来的想法很有意思。“我喜欢让事物内部可再生的想法，”他说。

水生杂草也会侵扰水渠，导致水流停滞，但研究人员发现，通过增加树荫，减少植物的光照，可以减少杂草的生长量。麦奎因表示，防止杂草生长还可以减轻有时成本高昂的机械和化学水道维护负担。

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虽然这项研究只是一项“建模练习”，旨在展示这一想法的潜力，但麦奎因希望这项分析能够激励公用事业公司以及州和联邦机构在真正的水道上进行测试。到目前为止，悬浮太阳能电池板的唯一测试案例是在印度。在古吉拉特邦，一座“运河顶部”太阳能发电厂在 2015 年耗资超过 1800 万美元，但节省了 16 公顷土地和数万亿加仑的水。在其他流动水并不重要的地区，日本和印度尼西亚等世界各地的水库和湖泊上都安装了浮动太阳能电池板。

在现有运河上方安装太阳能电池板还可以节省未开发的自然土地，这些土地经常被指定用于安装有时成本高昂或对环境有害的太阳能电池板。“我认为这个故事的一个重要部分是，在加州，我们有大规模生产可再生能源的义务，但我们也必须谨慎占用大片土地，”麦奎因说。“通过创造性地选择安装太阳能电池板的位置，我们也许可以避免其中的一些权衡。”