來(lái)自蘭卡斯特大學(xué)和斯特林大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)完成了第一個(gè)關(guān)于浮動(dòng)太陽(yáng)能裝置對(duì)水體環(huán)境影響的詳細(xì)建模。一項(xiàng)新的研究表明，漂浮式太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)可以幫助保護(hù)湖泊和水庫(kù)免受氣候變化的一些危害。然而，考慮到水體的復(fù)雜性和太陽(yáng)能技術(shù)的不同設(shè)計(jì)，部署浮動(dòng)太陽(yáng)能陣列也可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。
傳統(tǒng)的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)因其占用大量土地而備受爭(zhēng)議。這導(dǎo)致人們對(duì)浮動(dòng)太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)的興趣越來(lái)越大--利用水體提供的額外空間。
到目前為止，英國(guó)有三個(gè)商業(yè)規(guī)模的浮動(dòng)太陽(yáng)能陣列，世界各地還有數(shù)百個(gè)。隨著越來(lái)越多的國(guó)家承諾實(shí)現(xiàn)凈零碳目標(biāo)，對(duì)可再生能源的需求上升，未來(lái)幾十年內(nèi)，安裝數(shù)量可能會(huì)顯著增加。然而，直到現(xiàn)在，人們對(duì)這些漂浮的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)對(duì)湖泊和水庫(kù)的積極和消極影響還知之甚少。
來(lái)自蘭卡斯特大學(xué)和斯特林大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)完成了第一個(gè)關(guān)于浮動(dòng)太陽(yáng)能裝置對(duì)水體環(huán)境影響的詳細(xì)建模。
"隨著對(duì)土地需求的增加，水體越來(lái)越成為可再生能源的目標(biāo)。在水面上部署太陽(yáng)能增加了發(fā)電量，但關(guān)鍵是要知道是否會(huì)有任何積極或消極的環(huán)境后果，"來(lái)自蘭開(kāi)斯特大學(xué)的博士研究員和主要作者Giles Exley先生說(shuō)。"鑒于漂浮式太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)的相對(duì)不成熟，進(jìn)一步科學(xué)地證明其影響是很重要的。我們的結(jié)果提供了對(duì)關(guān)鍵影響的初步見(jiàn)解，這將有助于為水體管理者和決策者的決策提供信息。"
研究團(tuán)隊(duì)使用MyLake模擬程序和英國(guó)生態(tài)和水文中心從英格蘭最大的湖泊Windermere收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)建模。雖然研究人員認(rèn)為，在溫德米爾湖上部署浮動(dòng)太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)的可能性不大，但由于它是世界上研究最全面的湖泊之一，因此提供了豐富的數(shù)據(jù)集。
他們的研究結(jié)果表明，浮動(dòng)太陽(yáng)能陣列可以通過(guò)遮擋陽(yáng)光來(lái)降低水溫。在規(guī)模上，這有助于緩解全球變暖造成的有害影響，如有毒藍(lán)綠藻的大量繁殖，以及水的蒸發(fā)增加(這可能威脅到一些地區(qū)的供水)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，漂浮的太陽(yáng)能裝置還能減少 "分層"的持續(xù)時(shí)間--這指的是太陽(yáng)對(duì)水的加熱，形成不同溫度的水層。這種情況往往在溫暖的夏季發(fā)生得更多，并可能導(dǎo)致水的底層脫氧，從而使水質(zhì)惡化，對(duì)飲用水的供應(yīng)是一個(gè)明顯的問(wèn)題。然而，情況是復(fù)雜的，在一些條件下，如果部署漂浮式太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)，分層問(wèn)題的人為變化對(duì)水質(zhì)的不利影響可能會(huì)增加。因?yàn)楦?dòng)太陽(yáng)能對(duì)水體溫度和分層的影響，是生物和化學(xué)過(guò)程的主要驅(qū)動(dòng)力，其影響程度可能與氣候變化給湖泊帶來(lái)的變化相當(dāng)。浮游太陽(yáng)能可以幫助緩解全球變暖將對(duì)這些水體產(chǎn)生的負(fù)面影響。然而，也確實(shí)存在不利影響的風(fēng)險(xiǎn)，如脫氧導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的不良增加和殺死魚(yú)類。需要做更多的研究來(lái)了解積極和消極影響的可能性。
太陽(yáng)能裝置越大對(duì)水溫的影響越大，小于湖面百分之十的小陣列一般影響最小。然而，目前這個(gè)模型集中在一個(gè)湖泊上，還需要進(jìn)一步的研究，以確定最佳的陣列尺寸和設(shè)計(jì)，以及它們對(duì)單個(gè)湖泊和水庫(kù)的影響，所有這些湖泊和水庫(kù)都有獨(dú)特的特點(diǎn)。不同設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能裝置對(duì)太陽(yáng)和風(fēng)也有不同的遮陽(yáng)和遮蔽效果。
研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋湖泊90%以上面積的陣列可能會(huì)增加湖泊在冬季結(jié)冰的幾率--不過(guò)這些影響也會(huì)因水體和裝置設(shè)計(jì)而異，需要進(jìn)一步研究。
在這些初步發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)地研究和進(jìn)一步的建模工作正在進(jìn)行中。
評(píng)論