新研究揭穿了关于浮动光伏的几个神话

代尔夫特理工大学(TU Delft)的最新研究帮助揭穿了有关浮动光伏技术的许多神话，同时提供了关于这一新兴市场领域如何努力与地面太阳能竞争的更为真实的图景。

在最近出版的《光伏进展》杂志的“内陆水域创新的浮动式双面光伏解决方案”中，荷兰小组确定了需要解决的知识差距和挑战，以使浮动技术更接近商业成熟度。

“如果我们以能够在可靠的虚拟地面上工作的方式设计浮动车，并解决诸如风和波浪力，冰雹风暴，飞鸟掉落，失配和PID等技术挑战，它们将达到更低的水平能源成本要比地面光伏发电高。”研究员Hesan Ziar告诉光伏杂志。“在代尔夫特理工大学，与我们的合作伙伴一起，我们正在为浮动光伏技术相关的技术挑战开发不同的解决方案。”

在荷兰，标准浮动式光伏系统的平均能源成本(LCoE)可能低于0.07欧元/千瓦时。

Ziar解释说：“在将浮动式光伏发电和水电发电结合的项目中，也可能达到较低的LCoE，因为它带来的优势包括发电灵活性更大，防止大坝后面的水蒸发。”“我们预见的不仅是内陆水域的浮动光伏和水力发电的结合，而且是离岸地区的浮动光伏和风力涡轮机的结合，这也可能导致可持续电力的LCoE降低。”

但是，仍有许多工作要做，特别是在技术改进方面。

反照率效应

在一个示例中，科学家研究了在浮动PV阵列中双面太阳能电池板的使用。科学家通过在测试池中安装光伏装置，分析了水面以上不同高度的水的反照率。他们发现，沿岸土壤的反照率较高，为15.64%，而水(深度为0.5和1米)的反照率分别为7.71%和8.11%。

学者说：“水的反照率很低，预示着反射光能对双面光伏装置的贡献很小，因此，建议必须使用反射器。”他补充说，内陆水平均照度加权反照率约为6.5。 %。

他们的发现与人们普遍认为的双面浮动式光伏阵列可能会受益于水反射的强烈阳光相矛盾。

研究人员说：“与任何新技术一样，双面和浮动式光伏发电仍然因缺乏或无法获得长期现场数据来证明其在各种条件下的真实性能而受到阻碍。”

浸水

浮动光伏研究的另一种普遍信念是，与水部分接触可以帮助降低太阳能电池板的工作温度。

科学家说：“对于浸水的应用，找到保持温度低但不会显着降低照射强度的最佳位置总是很重要的。”

然而，通过将其底框架与水接触而将这种技术应用于双面面板，在降低温度或增加功率产量方面并未获得明显的收益。

研究人员说：“对于将模块放置在与水接触的情况下，模块底部的温度要低得多，但是这种影响几乎不会进一步扩展到放置在底部的PV电池。”报告的年度总收益有限，约为0.17%。“考虑到低的能量获取和潜在的诱导降解(PID)效果的可能性较高，因此该选项不在耐用的浮动双面PV系统的视野范围内。”

其他问题

研究人员建议在浮动光伏系统中使用主动鸟类控制技术，因为鸟类及其粪便的存在可以部分减少反射镜和面板上的辐照度。

科学家们说：“可以采取一些被动措施来减少鸟类的存在感，例如增加反射器与水平面的距离，并将其稍微倾斜到可伸缩系统中，并在夜间使浮岛翻滚。”说过。“但是，这一观察结果表明，鸟类控制技术更加活跃，例如用于内陆FPV概念的基于激光的鸟类控制。”

他们还发现，浮动式光伏系统可能会对生物污染产生更大的影响。他们注意到微生物，植物，藻类和小动物在装置表面上的积累。他们还说，与陆地光伏系统相比，阵列受温度空间变化的影响更大。

此外，他们确定当将PV系统部署在水上时，相关水质参数和水温没有显着差异。这与人们普遍认为太阳能电池板可能会对这两种价值产生积极影响背道而驰。

研究人员补充说：“但是，在FPV系统下，已经建立的水生植物的生物量减少了三倍，缺氧期更加频繁。”

此外，研究表明，只有具有反射器和水平角度有限跟踪功能的双面设备，目前才能提供比地面固定式单面光伏设备更高的性能，其年产量可增加17.3%(晴天时可达29%)。但是，此类装置从未在实际项目中进行过测试，其高昂的成本可能会抵消电力生产中获得的收益。

Ziar认为，浮动单面光伏阵列遇到的问题与浮动双面光伏系统相同。

他总结道：“除了与反射器有关的挑战(如反射器的额外成本和极高的被生物污染的可能性)外，所有挑战也都延伸至浮动单面光伏系统。”“因此，考虑到双面和单面光伏具有相似的重量和尺寸，并且每瓦峰值的价格差异不大，那么通过实施良好的反射器并保持清洁，双面浮动式PV在未来会有更大的机会。 ”