清潔能源公司正把目光轉(zhuǎn)向湖泊、濕地、池塘和河流，將它們打造成吮食陽光的光伏陣地。迄今為止，英國、澳大利亞、印度和意大利已經(jīng)相繼發(fā)布了漂浮太陽能板的項目。

對于地面空間不足的地區(qū)來說，更適合利用開闊的水面鋪設(shè)漂浮的太陽能電池陣。

如今，水體周圍的區(qū)域未必會有大規(guī)模建設(shè)和工業(yè)投資，但水體本身的利用從未淡出人們的視線。除了填埋造地和人造海灘之外，全球興起了大規(guī)模鋪設(shè)太陽能發(fā)電場的勢頭。

清潔能源公司正把目光轉(zhuǎn)向湖泊、濕地、池塘和河流，將它們打造成吮食陽光的光伏陣地。迄今為止，英國、澳大利亞、印度和意大利已經(jīng)相繼發(fā)布了漂浮太陽能板的項目。

在西臨日本東京的千葉縣，全世界發(fā)電量最大的漂浮太陽能發(fā)電場將建于山蒼大壩上。2016年3月建成時，它將覆蓋18萬平方米的面積，擁有5萬塊光伏太陽能電板，滿足5000戶家庭的用電。每年還將減少8000噸的二氧化碳排放量。（據(jù)美國環(huán)保局估算，平均每輛車每年釋放4.7噸二氧化碳，那么該項目相當(dāng)于抵消了1700輛車的碳排放量。）

山蒼大壩項目由京瓷公司（一家總部設(shè)于京都的電子產(chǎn)品生產(chǎn)商）、CieletTerre公司（一家集設(shè)計、籌資以及安裝光伏電板的法國公司）和東京世紀(jì)租賃公司聯(lián)合開發(fā)。

那么為什么要在水面上安置太陽能電池板，而不是陸地上呢？在湖泊或者水庫上鋪設(shè)電池板可以節(jié)省土地資源，并用于農(nóng)業(yè)、生態(tài)保護或者其他開發(fā)用途。但這些并非易事。

太陽能步入新版圖

“總的來說，這是個非常有趣的思路。一旦成功，將帶來深遠影響，”加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的工程學(xué)教授YangYang說道，她專注于光伏太陽能電板的研究。“然而，我擔(dān)心它們面對狂風(fēng)以及其他自然災(zāi)害時的安全性，當(dāng)然還有耐腐蝕性能。”

與安裝在地面或者屋頂?shù)奶柲茈姵匕宀煌〉奶柲馨l(fā)電場面臨新的困難。首先，包括電池板和線路在內(nèi)的所有裝置都必須防水。其次，如此巨大的人造裝置絕不能未經(jīng)特殊處理就放入當(dāng)?shù)氐墓┧到y(tǒng)，例如必須遵照供水質(zhì)量的相關(guān)法規(guī)——尤其需要關(guān)切的是材料會否風(fēng)化。

“我們選擇CieletTerre漂浮平臺的原因之一是它們可以百分百的回收利用，而且所用的高密度聚乙烯材料能抵抗紫外線和腐蝕，”京瓷公司太陽能市場部的負(fù)責(zé)人IchiroIkeda說。

那么絆腳石是？日本無所不在的自然災(zāi)害威脅。除了臺風(fēng)，該國還位于全世界地震、山體滑坡和海嘯的多發(fā)地帶。

日本家庭供：電使用水上太陽能板

按既定計劃看，日本該漂浮太陽能電池陣將鋪設(shè)于東京以東的山蒼大壩的水體上。

為了確保該平臺能經(jīng)得起大自然鬧脾氣，CieletTerre公司的研發(fā)團隊調(diào)用了“重型武器”：法國特種航天研究院的風(fēng)洞試驗裝置。公司的模塊化Hydrelio專利系統(tǒng)——擱置太陽能電池板的聚乙烯框架——經(jīng)受過颶風(fēng)風(fēng)速的試驗條件。結(jié)果該系統(tǒng)承載風(fēng)速的上限達到每小時190千米。

為什么日本是完美的項目實施地

既然考慮到天氣因素，為什么還把漂浮太陽能電池陣建設(shè)在風(fēng)口浪尖、火山環(huán)繞的日本呢？因為日本將極大受益于漂浮太陽能發(fā)電場，她是諸多類似國家的典范。

多山多島的日本缺乏可利用的土地，這就意味著不管建設(shè)什么都顯得捉襟見肘，更別說大規(guī)模的太陽能電池陣。但該國水庫資源豐富，因為不規(guī)則蔓延的水稻產(chǎn)業(yè)需要充足的灌溉，所以日本大多數(shù)的太陽能公司熱衷于將水體作為載體，而不是陸地。突然間，難以利用的區(qū)域變得親近起來。

京瓷公司的Ikeda說現(xiàn)在的日本很難再給我們提供場地，因為最近幾年陸基太陽能發(fā)電場的數(shù)量得到迅猛發(fā)展。

但他又補充道，“日本還有很多用于農(nóng)業(yè)和防洪的水庫，在這些水體上發(fā)展太陽能發(fā)電項目具有極大潛力。”

對于日本的這個項目，CieletTerre公司認(rèn)為頻繁的地震陣發(fā)并不需要過多擔(dān)心，因為在面對同樣難題時，漂浮太陽能發(fā)電場實際上比陸基項目具有更大優(yōu)勢。

“地震對漂浮光伏系統(tǒng)的影響甚微，該系統(tǒng)沒有固定的基礎(chǔ)和錨固系統(tǒng)，”CieletTerre公司的國際業(yè)務(wù)部負(fù)責(zé)人EvaPauly說道。“對日本這樣的國家來說這絕對是重大利好。”

太陽能設(shè)施對生態(tài)的潛在影響

漂浮太陽能電池板的制造商希望他們的創(chuàng)新產(chǎn)品能取代更多有爭議的能源項目。

“福島特種災(zāi)難后日本急需新型、獨立的可再生能源，”Pauly說。“考慮到特種的關(guān)停以及過多依賴油氣進口，日本對自給自足的電力來源求賢若渴。”

然而這一積極進取的水上建設(shè)影響了水中的生態(tài)系統(tǒng)。這些設(shè)施嚴(yán)重阻隔了太陽光的滲透，令水體愈發(fā)冰冷黑暗。CieletTerre公司的項目經(jīng)理LiseMesnager認(rèn)為，該設(shè)施可以阻止水藻的生長，“這既可能是優(yōu)勢也可能是劣勢。”如果水藻本將過多生長，那么漂浮太陽能電池板的遮擋剛好發(fā)揮了優(yōu)勢；如果所建設(shè)的水體庇護著瀕危物種，那么這些建設(shè)就很可能斷了它們的活路。

“經(jīng)營者是否清楚的了解水體中的物種構(gòu)成，這真的很重要，”Mesnager說。

因為任何公司都必須尊重當(dāng)?shù)氐膲木撤▌t，所以太陽能電池板通常安裝于水面的中心地帶，遠離動植物聚集的靠岸區(qū)域。此外，這些公司更傾向于選擇人工水庫而不是自然形成的水體，可以盡可能降低對生物多樣性的傷害。

未來能應(yīng)用在鹽水中嗎？

我們的星球超過三分之四的地表是海洋，它們有可能成為能源公司建設(shè)發(fā)電場的新增長點。但在開闊的海洋上鋪設(shè)漂浮太陽能電池板還有待時日。京瓷公司的Ikeda認(rèn)為這將帶來一系列新的難題，無休止的波浪會改變水位，進而打亂整個系統(tǒng)的運作。

CieletTerre公司正在泰國對鹽水友好型系統(tǒng)進行試驗，但海基發(fā)電場仍顯得不切實際，因為近海設(shè)施將耗費巨大成本，而且發(fā)電場接近用電方才更符合邏輯。

目前來看，公司主攻的漂浮式能源可以利用有限的空間，比陸基的太陽能板更節(jié)省成本，更值得稱道的是它非常高效。經(jīng)過CieletTerre公司的研發(fā)，其框架對京瓷公司的太陽能板新增了低溫控制功能，結(jié)果漂浮太陽能電池陣的發(fā)電量比常規(guī)的陸基系統(tǒng)增加了20%。

山蒼大壩項目將成為世界上最大的漂浮太陽能發(fā)電場，它不是第一座，也不可能是最后一座。