隨著光伏產業的快速發展,其應用領域也越來越廣泛,水上光伏便是其中一種。由于既不占用土地資源,又具有高發電量和高附加值的優勢,水上光伏被喻為新能源利用方式中“加速向太陽能驅動未來過渡的最有效杠桿”。
隨著光伏產業的快速發展,其應用領域也越來越廣泛,水上光伏便是其中一種。由于既不占用土地資源,又具有高發電量和高附加值的優勢,水上光伏被喻為新能源利用方式中“加速向太陽能驅動未來過渡的最有效杠桿”。
現如今,光伏與多種業態融合形成的“光伏+”發展路徑,已成為推動產業技術升級與模式創新的重要動力。近年來,不占用土地資源、可減少水量蒸發、兼顧漁業養殖等特點的水面光伏,愈發受到廣泛關注,并已在湖泊、河流、灘涂、近海等多種場景下應用,在發電量、安全性、可靠性、環保性方面得到了業界認可。
與地面電站不同,水面光伏電站不占用土地資源,對水資源豐富、土地資源匱乏的中東部地區來說十分適合。不僅如此,水面光伏電站也享有技術上的優勢,由于水體對光伏組件有冷卻效應,可以抑制組件表面溫度上升并減少來自水體表面的輻射,整體發電量比同等條件下的屋頂或地面光伏發電系統高出10%-15%左右。此外,“漁光一體”的等“光伏+”商業模式更是在發電的基礎上實現了漁業增收。
通常大型陸上光伏項目需要占用較多的土地面積和土地資源,而海上光伏發電是一種新的能源利用方式和資源開發模式,是將“光伏發電站”從陸地搬到了海上,在海洋上利用光伏技術建立起發電站,具有發電量高、土地占用少、易與其它產業相結合等特點。
海洋光伏相較陸上光伏,具有天然的環境優勢,水面開闊沒有遮擋物,日照較長且利用充分(水面反射光),可顯著提升發電量,水上光伏發電量較陸地光伏高5%-10%。海上光伏電站分樁基固定式和漂浮式兩大類,一般情況下,若水深小于5m則采用打樁架高式安裝,水深5m以上可以采用漂浮式安裝。
我國水上光伏產業起步較晚,首座水上光伏電站試驗項目——湖北省棗陽市熊河水庫項目( 裝機容量為20 MW) 于2016 年才建成投產,但由于支持政策好、商業模式成熟,目前我國已成為全球水上光伏項目總裝機容量第一的國家,同時也是大規模水上光伏電站的主要建設國。目前,我國水上光伏項目主要分布在沿海、沿江城市,其中,江蘇省的建設項目數量最多,而天津市的并網容量最多。
數據顯示,我國光伏發電的度電成本比全球光伏發電的平均度電成本低22.3%, 建設成本比全球平均建設成本低27.3%。可以看出,在光伏設備和開發應用方面,我國成本優勢明顯。此外,雖然水上光伏電站的建設成本比地面光伏電站的約高5%~12%,但結合發電增益,水上光伏電站具備同地面光伏電站競爭的條件,并且我國建設水上光伏電站的經驗豐富,價格優勢將更為明顯。
水上光伏電站是指在水塘、中小型天然湖泊、水庫、蓄水池,以及采煤塌陷區形成的湖泊等水面上建立的光伏電站。作為光伏發電的新型利用方式,根據其基礎類型不同,水上光伏電站主要分為樁基固定式和漂浮式2 類。
作為水上光伏的一種,漁光互補是近年來光伏電站建設的一種流行形式,它在確保光伏發電的同時,實現了水耕農業的功能,為我國發展新能源和可持續發展戰略開辟了一條新道路。
據了解,漁光互補有諸多利好之處。一方面,漁民能依靠現有魚塘資源,在魚塘上方建設光伏電站,既可以獲得養殖的收益,又可以獲得光伏發電的收益,兩全其美;另一方面,太陽能面板還具有給魚塘遮陽、降低水面溫度,減少水分蒸發的作用,有效遮住陽光的強烈照射,魚蝦因水溫過高死亡概率大幅降低。
在技術不斷發展的同時,如何為光伏發電提升附加價值成為行業關注焦點,而結合了傳統水產養殖的“漁光互補”模式備受企業青睞。行業內率先開拓了“漁光互補”模式的通威集團,已逐步向“漁光一體”模式升級,改變以往以光伏為主、漁業為輔的模式,而是在真正具備養殖條件的水面光伏市場上推動傳統水產養殖規模化、專業化、智能化發展。當前通威已通過改善設計光伏、養殖整體方案,發展內循環養殖模式、陸基集裝箱循環養殖模式等,分不同模塊更加智能高效地降低光伏的部分成本,以期實現平價上網。
研究數據顯示,全球水上光伏的可利用面積約為40.45 萬 km2,按1% 的開發量計算,水上光伏開發潛力至少為400 GWp[3]。自2008 年全球首個商業化水上光伏項目在美國應用至今,水上光伏產業在全球的應用規模持續擴大,并自2017 年起進入指數級增長階段。截至2019 年5 月, 全球已建水上光伏項目為353 個,累計裝機容量為1.4 GWp[4]。目前已形成以亞洲地區為中心、以小規模( 小于2MWp) 和漂浮式水上光伏電站為主的市場格局,水上光伏產業未來將向規模擴大、成本降低、完善技術等方向發展。
受水體面積、項目成本等因素的限制,當前水上光伏項目的形式主要為小規模應用。據截至2019 年5 月全球水上光伏項目規模的統計顯示,規模小于2 MWp 的水上光伏項目為249 個,約占全球水上光伏項目總項目數的71%但隨著水上光伏產業發展需求的快速擴大,大規模水上光伏電站的建設已逐漸成為發展趨勢。
我國多省份都發布了“十四五”期間可再生能源發展倍增行動計劃。中國光伏行業協會相關負責人指出,在高速度、多裝機的勢頭下,水上光伏的新興形式更加需要建立起相應的標準體系,規范發展。
2019~2024 年全球水上光伏的需求量預計將以年均22% 的速度增長,到2022 年,其新增裝機容量將占全球所有光伏新增裝機容量的2%。由此可見,全球水上光伏產業已進入快速發展期。
更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2019-2025年中國水上光伏行業發展全景調研與投資趨勢預測研究報告》。
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