全球潜在的水力连接浮动光伏发电能力可达7.5太瓦

摘要：美国的研究人员表示，将太阳能和水力发电结合成一个完整的混合系统配置，最多可实现7593GW的装机容量，估计年发电量为10,616千瓦时，水库覆盖率为20%。以这种方式将太阳能和水力结合会带来更多的好处，包括改善不同时间尺度的系统运行，抽水水力带来更多的存储机会，提高输电线路的利用率，减少光伏弃用，以及降低互连成本和水蒸发。

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的科学家分析了浮动光伏(FPV)和水电站混合发电的潜在好处，并确定了这类项目的全球潜力在3039GW到7593GW之间。

在发表在《可再生能源》上的研究中，学者们描述了三种不同的项目类型:

1.共存混合系统，即光伏安装和水力发电设施位于同一地点，但分别运行和优化;

2.虚拟混合动力系统，两种动力产品位于不同的地点，通过双边协议进行优化;

3.全混合动力系统，通过协同优化规划和操作来提高成本和性能。

作者指出:“在这项工作中，我们考虑了浮动光伏和水力耦合在一起的全混合浮动光伏-水力发电系统，允许它们的操作协同优化和调度。”他们接着说，这种系统更可取，因为它将可变的可再生能源技术与可调度的能源技术结合在一起，因此具有高度的可控性。

与单独运行的两种技术相比，太阳能和水力耦合带来的共同利益包括：改善系统在不同时间尺度下的运行，抽水蓄能带来更多的蓄能机会，提高输电线路利用率，减少光伏削减，以及互连成本和水蒸发。

该团队使用地理空间方法来计算浮动太阳能与水力发电结合的技术潜力，该方法只考虑了浮动光伏系统的容量、发电量和适用区域。他们解释说:“这一评估不包括水电容量、发电量或混合运营的考虑。”

根据这项名为“靠近海岸”的研究中提出的最乐观的设想，如果将太阳能和水电完全混合动力系统配置在一起，那么全球的装机容量将达到7593GW，假设水库覆盖率为20%，估计年发电量将达到10616千瓦时。

在最悲观的情况下，即远离海岸的情况下，全球潜力估计为3039GW，年产量为4251 TWh，最大储层覆盖面积为8%。研究人员解释说:“当我们增加到海岸的最大距离并保持到海岸的最小距离不变时，潜在的装机容量就会增加。”“同时，当我们增加离海岸的最小距离(偏移)时，潜在的运力会降低。”

这两位学者指出，他们的方法并没有考虑到类似项目的开发商可能会遇到的项目选址限制，而且需要深入了解当地的地基验证数据和法规，才能评估项目的实际可行性。他们总结说:“因此，这里提出的技术潜力结果是乐观的，是全球浮动光伏 -水电系统容量和发电量的上限。”“此外，技术潜力并没有抓住浮动太阳能光伏的经济或市场潜力，也没有潜在的未来技术改进。”

根据他们的说法，还需要进一步的研究来评估混合式浮水光伏项目的成本，适当地衡量它们的规模，并解决其部署的社会和政治问题，以及政策和监管方面的不确定性。