一项新的研究表明，联邦管理下的水库有潜力产生足够的能源，为美国约1亿户家庭每年供电。
《太阳能》期刊上发表的一项新研究表明，联邦水库在支持国家太阳能需求方面具有巨大潜力。
美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的地理空间科学家埃文·罗森利布（Evan Rosenlieb）和玛丽·里弗斯（Marie Rivers），以及NREL的高级法律和监管分析师亚伦·莱文（Aaron Levine）共同开展了首次详细评估，研究在联邦拥有或监管的水库上安装浮动太阳能光伏系统能够产生多少能源。开发商可以在AquaPV网站上获取有关每个水库的具体信息。
研究结果表明，这里蕴藏着巨大的机遇：这些水库可以容纳足够的漂浮式太阳能电池板，每年产生高达1476太瓦时的电力——足够每年为大约1亿户家庭供电。
罗森利布（Rosenlieb）说：“这是一种技术潜力”，也就是说，如果每个水库都尽可能多地安装浮动太阳能电池板，那么就能产生最大量的能源。“我们知道，我们不可能全部开发。但是，即使只能开发我们所确定储量的10%，也将大有裨益。”
挑战与未来考量
莱文和罗森利布还没有考虑到人类和野生动物的活动可能会对特定水库的漂浮式太阳能开发产生何种影响。但他们计划在未来的工作中解决这一局限性。
这项研究为美国浮动太阳能发电的潜力提供了更为准确的数据。这种准确性可以帮助开发商更容易地在美国水库上规划项目，并帮助研究人员更好地评估这些技术如何适应美国更广泛的能源目标。
漂浮式太阳能电池板，亦称水上光伏，具有诸多优势：这些水上发电站不仅能够发电，而且不与人类争夺有限的土地资源。它们还能为水体提供遮阳和降温效果，有助于减少水体蒸发，保护珍贵的水资源。
“但我们还没有看到任何大规模装置，比如大型水库中的装置，”莱文说，“在美国，我们没有一个超过10兆瓦的项目。”
评估水库对漂浮式太阳能发电的适宜性
以往的研究试图量化日本利用漂浮式太阳能电池板能生产多少能源。但莱文和罗森利布是首批考虑哪些水源具备支撑这类发电厂的合适条件的研究人员。
例如，在某些水库中，航运交通会造成尾波，可能会损坏系泊缆绳或对浮动基础设施造成影响。其他地方则因为过于寒冷、水太浅，或者水底坡度过于陡峭，无法确保太阳能电池板固定到位。
然而，一些水电水库可能是建设浮动太阳能发电厂的理想地点。一种同时依赖太阳能和水电的混合能源系统可能为电网提供更加可靠且有弹性的能源。例如，如果干旱导致水电站水库干涸，那么在水库重新蓄水期间，太阳能板可以发电。
此外，要建设新的抽水蓄能水电站项目（即将水从一处水库抽到更高处的另一处水库，根据需要储存和发电），一些开发商会建造全新的水体。这些新水库与自然流动的河流是断开的，没有人类或动物依赖这些水库进行娱乐、栖息或获取食物（至少目前还没有）。
未来，研究人员计划回顾哪些地点靠近输电线路或电力需求中心，特定地点的开发成本可能有多少，为保护当地环境是否应避开某个地点，以及开发商如何应对州和联邦法规。研究团队还希望评估更多潜在地点，包括其他较小规模的水库、河口，甚至海洋地点。
参考文献：《浮式光伏技术潜力：美国联邦管辖水库的一种新型地理空间方法》，埃文·罗森利布、玛丽·里弗斯和亚伦·莱文著，2024年12月22日发表于《太阳能》期刊。DOI：10.1016/j.solener.2024.113177
本研究由美国能源部能源效率和可再生能源办公室（EERE）的太阳能技术办公室和水力发电技术办公室资助。
通过本研究可进一步了解美国漂浮式太阳能发电厂的巨大潜力，或访问AquaPV以深入了解特定水库的数据。
