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瑞士阿尔卑斯山脉里的水上太阳能电站

纪尧姆·富克斯率先把漂浮式太阳能电池板项目带进瑞士阿尔卑斯山。 swissinfo.ch

世上首座高海拔漂浮式太阳能电站如今已投入运营,它就建在瑞士阿尔卑斯山脉里。根据该领域专家的看法,这种技术很可能会成为世界光伏产业的重要组成部分。

此内容发布于 2020年11月04日 - 09:00

“这个想法始于一次喝咖啡的时候,”纪尧姆·富克斯(Guillaume Fuchs)回忆道,“我们当时在考虑怎样利用水库来生产更多电力。那是2013年,已经有些正在进行中的漂浮式太阳能电站项目。只是那时在阿尔卑斯环境下还没有任何先例。”

我们约好在瓦莱州(Valais)的Bourg-St-Pierre村碰头,这里地处前往瑞意边境大圣伯纳德山口(Col du Grand-Saint-Bernard)的必经之路上。富克斯持有瑞士法国双国籍,他是名技术工程师,在转行可更新能源领域前曾就职于汽车工业。

外部内容

“我希望在更具可持续性的领域工作,”他透露。他现在为Romande Energie电力公司效力,这家企业是瑞士法语区的主要电力提供商。

我们朝南开出十几公里,进入一个渐渐展露出一派秋色的山谷。数分钟后我们就到了图勒湖(Lac des Toules),一座位于海拔1810米、用来进行水力发电的人工水库。富克斯开发的项目--阿尔卑斯山脉中的首个漂浮式光伏装置(多语)-就建在这里。

“这里有着极端的天气状况:大风、冰雪和从零下25度到零上30度的温差范围。让我感到幸运的是,跟我一起工作的人谈论的不是问题,而是解决办法,”他说道。

海拔1810米的图勒湖是座高山水库,这里建有一座水电站。 swissinfo.ch

电力产量超过山谷

图勒湖的太阳能电站包含1400块电池板,安装在36个用铝合金与聚乙烯制造、结结实实固定在湖底的浮台上。目前电站的年产量超过80万千瓦时(kWh),大约相当于220户家庭的用电量。

制造浮台与水下固定设施增加了成本,使得这座电站的前期投资高达235万瑞郎(约合1726万元人民币),超过安装在干燥地面上的类似电站成本,但建造在高海拔人工湖上的光伏装置有好几个优势。

富克斯解释说:“这个高度的大气层比较稀薄,因此紫外线也更强烈。太阳能电池板在低温下其实发电效益更高,而且我们甚至还能利用雪地的反射光。”

这种电池板两面都安装了光伏电池,这意味着它们也能利用水面反射的光线,增加电力产出。

他指出:“相比安装在山谷里同样规模的装置,我们这里能多生产50%的电量。”

经得起冰雪的洗礼

富克斯介绍说,这座阿尔卑斯山脉里的太阳能电站2019年12月开始运营,已安然度过它的第一个冬季。冬天湖面结的冰层可达60厘米厚,但这个问题已经通过使用浮板解决了--每当水面冻结,浮板就会升高托起整个结构。到3月底水库里的水全部泄空之时,浮台就会停泊在水库平坦的底部。

这个结构能支撑得住多至50厘米厚的雪层。即使雪下得太大,只要一出太阳,雪就会从电池板上滑落。

“电池板背面是发电装置。如果它开始发热,那么附着的雪层就会滑脱。经过多次试验,我们得出的结论是,37度的电池板倾角就足以让雪层滑落,还不影响光伏电池的效能,”富克斯解释道。

太阳能发电的未来

世界首个漂浮式太阳能装置于2007年在日本建成,之后法、意、韩、西、美等国家也相继推出同类项目。目前世界各地已有100多个漂浮式电站投入运营,电力产量自2014年起也在不断提高。

无论是工业化挖掘而成的水体(废弃矿址)还是海洋表面,各式各样的水体上都能安置电池板。世界最大的此类电站位于中国安徽,而欧洲之最则在法国南部的皮奥朗克(共有4.7万个光伏电池板)。

安徽淮南的漂浮式太阳能电站建在以前的采煤沉陷区上,是目前世界最大的同类设施。 Chen Bin - Imaginechina

按照该领域参与者的说法,漂浮式电站确实是太阳能发电的未来,因为水能给电池板降温,增加发电效益;而且它还能解决土地使用问题,因为建在水面上的太阳能电站不会占用耕地或建筑空间。

依据新加坡太阳能研究所和世界银行共同发表的一份报告(英),这种太阳能发电方式很可能在世界许多地方扩展开来。

优先考虑已有建筑

富克斯与Romande Energie希望能继续扩大这个试点项目。如果试验阶段可以确认目前的发现结果,那么阿尔卑斯山脉里的首个漂浮式太阳能电站将得以扩建,覆盖住图勒湖三分之一的面积。届时这个电站每年可以发电2200万千瓦时,能够满足8000户家庭的用电需求。

但这还不是全部。富克斯希望把他的技术应用到瑞士及至其他地方的湖泊之上。不过有些先决条件需要考虑。

“建太阳能电站的湖泊需能通车-它不可以位于自然保护区内,当然还得有足够的光照条件,”他介绍说,“我们的调研发现,瑞士阿尔卑斯山脉中大概有10个湖泊可以安装这种设施。”

外部内容

图勒湖上的项目得到了世界自然基金会(WWF)瑞士分会的首肯,因为这个水库已被用于发电,加上每年水库里的水要泄空一次,所以也不适合水生动植物生长。

不过,鉴于目前尚无研究表明此类装置是否会影响浮游植物,因此各环保组织宁可看到其他的解决方案。瑞士自然保护组织(Pro Natura)的迈克尔·卡诺瓦(Michael Canova)告诉《新苏黎世报》(Neue Zürcher Zeitung),在用电池板覆盖住大片大片的水库之前,工程师们应优先考虑人口密集的已开发区域,在已有基建上安装电池板,例如屋顶、墙面和停车场等。

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