我们应该在哪里建设这么多太阳能电池板？

《巴黎协定》报告得出结论，应努力将全球变暖控制在1.5摄氏度以内，否则将带来海平面上升、极端天气、生态破坏、疾病等严重影响。但时间已经不多了，太阳能仍然只占能源生产的3.7%。我们迫切需要更多的太阳能。但是我们要把太阳能电池板放在哪里呢？它们需要很大的空间。光伏一体化技术在多个领域发挥共赢作用，城镇太阳能屋顶就是典型例子。今天我们来聊聊其他的光伏一体化技术。

农业光伏 

双面太阳能电池板，其间的土地可用于种植农作物和牲畜；或者， 太阳能电池板 可朝太阳方向旋转；或者，也可以将其放置在足够高的位置，以便农民可以在下面行走和工作，享受一些阴凉。你可能会认为这样做会降低农作物产量，不仅农作物生长良好，番茄和辣椒的产量甚至会翻倍，因为它们在压力太大的情况下会停止光合作用。太阳能电池板还可以保护下面的农作物免受大雨和冰雹的侵害。农民甚至可以将多余的太阳能转售给当地人。气候变化意味着此类极端天气正在逐渐增多。它还可以确保减少灌溉所需的水，这使得它在另一种极端条件下非常有用：干旱地区。

尽管太阳能提供了诱人的回报，但投资成本仍然是地面安装的两倍以上，而且你不能使用整个田地来种植粮食。面板安装插座将占据 1%-12% 的空间，具体取决于作物和光伏系统。不过，未来几年的趋势是充满希望的。据市场分析机构预测，未来五年全球市场预计将增长40%。在干旱地区和严重依赖土地的地方，如印度、印度尼西亚以及许多非洲和南美国家，农业光伏可以节省大量的水和土地。将太阳能电池板与土地结合起来是节省土地的一种方法。在水上安装太阳能怎么样？

浮动光伏发电（FPV）

太阳能安装在漂浮在水面上的筏状结构上，世界上所有可用水库中只有10%可以提供23太瓦的峰值装机容量。从长远来看，这23太瓦的发电量足以满足当今世界一年内的电力需求。美国国家可再生能源实验室（NREL）发布的报告显示，浮动光伏可以在东南亚国家联盟（东盟）到2025年实现可再生能源装机容量达到35%的区域目标中发挥关键作用。报告确定了东南亚7301个适合部署浮动光伏的水体（88个水库和7213个天然水体）。总体来看，水库漂浮光伏潜力为134-278GW，天然水体为343-768GW。新加坡可能是世界上最小的国家之一，但这个繁荣的金融中心却是亚洲人均二氧化碳排放量最大的国家之一。尽管当局一直在努力改变这种状况，但对于一个没有河流提供发电用水、风力不足以驱动涡轮机的国家来说，可再生能源是一个挑战。因此，这个热带国家转向了太阳能发电。然而，在只有洛杉矶一半大小的地区，几乎没有多余的土地空间。 “在耗尽屋顶和可用土地之后，下一个巨大的潜力实际上是我们的水域，”东南亚太阳能部门负责人 Jen Tan 说。数千块闪亮的太阳能电池板延伸到新加坡附近海域，这里的太阳能可产生5兆瓦的电力，足以为1400套公寓提供一整年的电力。中国山东德州丁庄水库光伏电站每年甚至可以提供320兆瓦的清洁电力，节省标准煤16.8万吨，减少二氧化碳排放45.3万吨。

中国浮式发电

这还不是全部，在太阳能版本下，您还可以在水产养殖围栏中养鱼，这可以产生额外的收入。浮动光伏项目对于水力发电大坝可能特别有用。夏天，太阳能电池板可以发电——天气潮湿时，可以启动水力发电，还可以冷却浮动电池板，使其更加高效。通过保护水面免受阳光照射，面板可以减少蒸发，使其成为气候变化期间水变得越来越珍贵的真正交付。水资源短缺是一个主要问题，特别是在撒哈拉以南非洲、东南亚或中东等干旱地区。在极端条件下，高达 90% 的降雨量可能会因蒸发而损失。浮动太阳能电池板可以帮助解决这个问题。根据约旦的一项研究，与未覆盖的水库相比，在水库上使用浮动光伏板可以减少 42% 的水损失。在内陆水体上使用此类面板仅仅是一个开始。漂浮在海洋上的电池板比漂浮在水库上更有效，并且海洋电池板比水库上的漂浮电池板产生的能量多13%，因为海洋比湖泊或泻湖更有能力冷却系统，这将显着提高发电效率。海上风电场之间的海洋空间通常较大，中间可用于漂浮太阳能。

漂浮光伏技术具有不占用土地资源、减少水分蒸发、阻挡阳光和抑制藻类生长的功能，甚至可以为养鱼场提供额外利润。那么为什么我们现在才开始呢？部分原因是成本，因为浮动太阳能需要专门的设备和训练有素的安装人员。面板的结构必须能够承受风、浪和腐蚀。这意味着它们的寿命比陆地上的要长。这导致他们今天的发电价格上涨了 2%-20%。但专家表示，未来价格将会大幅下降。浮动光伏发电可以减少藻类生长，降低健康风险，并降低水处理成本。但水化学的变化也会导致硝化和氧气。到目前为止，多项研究尚未发现对水质或生态系统有任何严重影响。专家预测，未来五年漂浮光伏年增长率将高达30%，市场主要集中在亚洲，但欧洲、非洲、美国也开始投资。

总体而言，集成光伏技术可以在不占用宝贵土地资源的情况下实现双赢，有望成为未来主流能源的重要组成部分，为可持续发展和环境保护做出贡献。然而，实现这些前景需要政府、企业和研究机构的共同努力，推动技术创新、市场推广、法规政策的制定。