光伏-水泵項目

 

微電網(wǎng)可以為水泵提供以獲取地下水，而這只是光伏系統(tǒng)幫助世界上許多地方緩解水資源短缺的一個例子。

 

光伏-水泵項目是一個快速擴(kuò)展的應(yīng)用，對于世界上許多地區(qū)來說，光伏系統(tǒng)在一些小規(guī)模應(yīng)用中也能夠獲得巨大的收益。

 

例如在坦桑尼亞的桑給巴爾島，以往采用柴油發(fā)電機(jī)為管道泵提供電力供水，每月燃油成本達(dá)到20萬美元以上。桑給巴爾水務(wù)局(ZAWA)開始使用離網(wǎng)光伏系統(tǒng)為其鉆孔設(shè)備、水庫運行設(shè)施和配電網(wǎng)的水泵提供電力。

 

桑給巴爾水務(wù)局(ZAWA)總干事Salha Mohammed Kassim表示，在170萬人口的桑給巴爾島上，目前只有36%的家庭能夠正常供水。

 

Kassim說：“要想實現(xiàn)100%供水的目標(biāo)，我們還有很長的路要走，但出于這個原因，我們正在尋求安裝更多的離網(wǎng)光伏系統(tǒng)為水泵提供電力。”

 

光伏-水泵項目的另一個應(yīng)用是光伏電解脫鹽制氫。這是一種用在干旱地區(qū)的離網(wǎng)解決方案，但它在更大規(guī)模的工業(yè)供水方面也很有吸引力，尤其是可以提供綠色氫氣。

 

麥肯錫公司表示，用水密集型企業(yè)可以通過采用可再生能源來降低成本。通過對1500家化工和食品飲料加工業(yè)公司的分析司發(fā)現(xiàn)，大量的能源消費來自可再生能源利用率低、水資源壓力大的國家，這對水資源和碳排放造成了不成比例的不利影響。分析表明，如果可再生能源采用量增加50%，將使化工和食品飲料加工這兩個行業(yè)的用水量減少60%。

 

還一個具有廣闊發(fā)展前景的應(yīng)用是在運河上方安裝光伏系統(tǒng)，尤其是在水資源短缺的地區(qū)。十年前，印度在古吉拉特邦安裝了首個運河光伏系統(tǒng)。加州大學(xué)(UC)強(qiáng)調(diào)了這種解決方案的共生互利性質(zhì)，這有助于節(jié)約用水，同時可以發(fā)電，并且不占用耕地。

 

加州大學(xué)默塞德分校環(huán)境工程師、該研究報告的主要作者Brandi McKuin說:：“利用運河安裝光伏系統(tǒng)可以提高這兩種系統(tǒng)的效率。運河上的光伏系統(tǒng)陰影可以減少水分蒸發(fā)，尤其是在加州炎熱的夏天。此外，由于水的升溫速度比陸地慢，流經(jīng)光伏組件下方的水可以使其溫度下降幾度，從而使發(fā)電量增加3%。”

 

該研究表明，如果加州長達(dá)6500公里的運河上方都安裝上光伏系統(tǒng)，每年將節(jié)省近3000億升水，并產(chǎn)生15GW的可再生能源電力。

 

光伏建筑一體化

 

光伏建筑一體化(BIPV)長期以來一直有著巨大的發(fā)展前景，但其大規(guī)模應(yīng)用仍然是一個挑戰(zhàn)。在過去的十年中，在技術(shù)和美學(xué)上的改進(jìn)使光伏建筑一體化(BIPV)在更廣泛的項目中更加可行。其中一具有意義的用例是歷史建筑的翻新和減排。

 

西班牙onyx Solar公司首席技術(shù)官Teodosio del Caño說：“事實上，可以開發(fā)隱藏光伏電池的新產(chǎn)品，這使得在建筑翻新項目中使用光伏系統(tǒng)變得更容易，因為光伏組件看起來像任何其他材料一樣，例如瓷磚或玻璃。”

 

onyx Solar公司經(jīng)在世界各地的歷史建筑上使用了創(chuàng)新的光伏建筑一體化(BIPV)解決方案。del Caño表示，近年來，正是該技術(shù)在美學(xué)上的改進(jìn)使該細(xì)分市場得以增長。他說，“在過去的兩年，我們主要在建筑外墻采用光伏產(chǎn)品，以前是應(yīng)用在天窗和檐篷，但現(xiàn)在建筑外墻是一個很好的市場。如今在建筑物正面使用光伏建筑一體化(BIPV)技術(shù)并沒有什么限制。”

 

光伏建筑一體化(BIPV)立面的技術(shù)改進(jìn)是高層建筑的業(yè)主和運營商一直關(guān)注的問題，特別是在依賴電網(wǎng)的建筑的減排途徑相當(dāng)有限的情況下。

 

隨著全球城市人口的爆炸式增長，許多人在高層建筑中工作和生活。與建筑的整體面積相比，其屋頂?shù)拿娣e相當(dāng)小，安裝屋頂光伏系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)可行。

 

但隨著光伏組件成本的持續(xù)下降和光伏組件能量密度的增加，城市中摩天大樓現(xiàn)在可以為建筑物提供更多的電力。將這種變化與光伏建筑一體化(BIPV)技術(shù)的改進(jìn)結(jié)合起來，特別是在外墻方面，摩天大樓具有了成為光伏發(fā)電場的巨大潛力。

 

Venergy Australia公司首席執(zhí)行官Matthew Wilkins說：“隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的光伏組件的能量密度超過450W，這使得中央商務(wù)區(qū)的摩天大樓采用可再生能源項目成為可能。”

 

 

 

Venergy Australia公司公司在墨爾本市中心的柯林斯廣場大廈安裝了223kW的光伏系統(tǒng)。

 

Venergy Australia公司將223kW的光伏系統(tǒng)與三個600kW的燃?xì)廨啓C(jī)集成安裝在墨爾本市中心柯林斯廣場的五座商業(yè)大廈上，使該廣場的發(fā)電設(shè)施的總裝機(jī)容量達(dá)到2MW。

 

根據(jù)一項研究，如果光伏系統(tǒng)安裝在屋頂、墻壁和窗戶上，墨爾本市中心的建筑物能夠滿足74%的電力需求，屋頂光伏將占其中的88%，墻壁集成光伏系統(tǒng)和窗戶集成光伏系統(tǒng)分別占8%和4%。

 

該研究報告的作者之一莫納什大學(xué)教授Jacek Jesieniak表示，研究人員的目標(biāo)是展示屋頂光伏具有巨大的發(fā)電潛力。但人們不會考慮這個問題，因為他們傾向于從建筑的規(guī)模而不是城市的規(guī)模來考慮。

 

澳大利亞建筑商FenderKatsalidis公司(曾經(jīng)建設(shè)世界第二高樓678.9米的吉隆坡Merdeka 118大廈)的副總監(jiān)Jim Stewart表示，鼓勵更多的客戶采用光伏解決方案，因為大多數(shù)超過180米高的建筑在50年內(nèi)不會被拆除。摩天大樓已經(jīng)成為設(shè)計和開發(fā)屋頂光伏系統(tǒng)的常見場所。

 

如今很多人知道光伏系統(tǒng)可以在偏遠(yuǎn)的離網(wǎng)地區(qū)提供可靠的能源。在2022年，人們看到光伏系統(tǒng)的應(yīng)用范圍再次擴(kuò)大，甚至應(yīng)用在世界上一些最危險的地方。從海上石油鉆井平臺到偏遠(yuǎn)的礦場，再到?jīng)_突地區(qū)的前線，光伏系統(tǒng)可以在其他能源設(shè)施難以部署的地方發(fā)揮作用，而且不需要定期維護(hù)。偏遠(yuǎn)地區(qū)不僅可以使用光伏系統(tǒng)的電力，節(jié)省昂貴的燃料運輸成本和維護(hù)成本，還可以降低工作人員的風(fēng)險。

 

美國軍方也注意到了光伏系統(tǒng)的這些好處?？偛课挥诓剪斂肆值墓夥椢锖徒Y(jié)構(gòu)開發(fā)商Pvilion公司開發(fā)了一款易于安裝的光伏帳篷。該公司高管Julia Fowler表示，這種帳篷的作用遠(yuǎn)不止在前線為士兵提供庇護(hù)場所，還具有提供電力、便利性、適應(yīng)性、加熱和冷卻等功能，以及免受各種因素的影響。

 

有趣的是，這個解決方案也被認(rèn)為是光伏-水泵項目的一部分。美國陸軍的Arcwater項目將光伏帳篷的電力用于在靈活的戰(zhàn)斗部署情況下獲取水資源。

 

美國第52戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊的高級軍士長Brent Kenny表示，在一個通常需要花費4萬美元為期三天的30人的任務(wù)中，在提供相同作戰(zhàn)能力的情況下，采用光伏帳篷的電力以及水收集器等其他技術(shù)所花費的費用不到600美元。