過去幾年，全球湖泊和大壩建設漂浮光伏項目取得了一定程度的成功，在此基礎上，海上項目對開發商來說成為一個新興的機會，當與風電站共址時，這種機遇就可能會出現。

George Heynes探討了這一行業是如何從試點項目轉向商業可行的大規模項目，詳細介紹了未來的機遇與挑戰。在全球范圍內，太陽能行業繼續受到歡迎，這種可變的可再生能源能夠被部署在一系列不同的地區。

太陽能利用的最新、也可能是最重要的方法之一現在已經走到了行業的最前沿。近海和近岸水域的漂浮光伏項目，也被稱為漂浮光伏，或會成為一項革命性的技術，在目前由于地理限制而難以開發的地區，成功為當地生產綠色能源。

漂浮光伏組件的工作方式與陸地系統基本相同，逆變器和陣列被固定在一個漂浮平臺上，匯流箱在發電后收集直流電，然后由太陽能逆變器轉換為交流電。

漂浮光伏可以部署在海洋、湖泊和河流中，在這些區域建立電網可能很困難。加勒比海、印度尼西亞和馬爾代夫等地區可以從這項技術中受益匪淺。試點項目已在歐洲部署，在那里，作為脫碳武器庫的一種補充可再生武器，這一技術在繼續獲得進一步的推動力。

奧地利電力公司EVN和BayWa.r.e去年公布了它們當時所謂的歐洲“最大”漂浮光伏裝置，該裝置將在奧地利的Grafenw?rth開發。

與此同時，挪威和比利時都通過試點項目看到了這一技術的大量涌入，數個歐洲測試平臺因而都能夠對這一技術進行實驗、測試其可行性。其他試點項目也正在全球范圍內展開，這一技術越來越有可能擴展成為成熟的項目。但是，與這一技術相關的機遇是什么?

由于共享輸出電纜和變電站，與海上風電共址可以降低資本支出成本

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海上漂浮光伏如何在全球掀起風暴

海上漂浮光伏的眾多好處之一是，這一技術可以與現有技術共存，提高可再生能源電站的能源產量。

水電站可以與海上漂浮光伏相結合，提高項目的產能。世界銀行《太陽與水相遇的地方：漂浮光伏市場報告》指出，太陽能容量可用于提高項目發電量，還可以通過允許水電站以“調峰”模式、而非“基荷”模式運行，幫助管理低水位時期。

報告還詳細介紹了使用海上漂浮光伏的其他積極影響，包括水體冷卻效果提升能源產量的潛力，減少乃至消除周圍環境對組件的遮擋，無需準備大型場地，易于安裝和部署等。

水電并不是唯一一種可以通過海上漂浮光伏的到來而得到支持的現有可再生發電技術。海上風電可以與海上漂浮光伏結合起來，使這些大型結構的收益實現最大化。

這種潛力使人們對北海的許多風電站產生了極濃厚的興趣，這些都為海上漂浮光伏電站的發展提供了完美的先決條件。

Oceans of Energy公司首席執行官兼創始人Allard van Hoeken表示，“我們相信，如果你把海上漂浮光伏和海上風電結合起來，項目開發的速度就會快得多，因為基礎設施已經存在。這有助于技術的發展。”

Hoeken還提到，如果將太陽能與現有海上風電站結合起來，僅在北海就可以產生大量的能源。

“如果你把海上光伏和海上風能結合起來，那么只需北海海域的5%就可以輕松提供荷蘭每年所需能源的50%。”

這種潛力展示了這項技術對整個太陽能產業和向低碳能源系統過渡的國家的重要性。

使用海上漂浮光伏的最大好處之一是可用空間。海洋提供了可使用這一技術的廣闊區域，而在陸地上，有許多應用都在爭奪空間。漂浮光伏也可以減輕對在農業用地上建設太陽能電站的擔憂。在英國，對這一領域的擔憂越來越多。

RWE海上風電公司漂浮風電開發主管Chris Willow也持相同觀點，他認為，這一技術的潛力巨大。

“海上光伏有可能成為陸上和湖上技術一個令人興奮的進展，并為GW規模太陽能發電打開一扇新的大門。通過規避土地稀缺問題，這一技術打開了新的市場。”

正如Willock所說，通過提供一種在海上生產能源的方式，海上光伏消除了與土地稀缺有關的問題。正如致力于離岸開發的挪威工程公司Moss Maritime高級海軍建筑師Ingrid Lome所提到的那樣，這一技術可以在新加坡這樣的小型城市國家得到應用。

“對于任何一個陸地能源生產空間有限的國家，海上漂浮光伏的潛力都非常巨大。新加坡就是一個典型例子。一個重要的好處是能夠在水產養殖、石油和天然氣生產基地或其他需要能源的設施旁發電。”

這一點至關重要。這一技術可以為沒有并入更廣泛電網的地區或設施創建微電網，凸顯了這一技術在擁有大量島嶼的國家的潛力，這些國家很難建立國家電網。

尤其值得一提的是，東南亞可以通過這項技術獲得巨大的推動力，特別是印度尼西亞。東南亞有大量的島嶼和不太適合開發太陽能的土地。這一地區擁有的是大量的水域網絡和海洋。

這項技術可以對國家電網之外的地區的脫碳產生影響。漂浮光伏開發商Solar-Duck的首席商務官Francisco Vozza重點指出了這一市場機遇。

“在歐洲的希臘、意大利和荷蘭等地，我們已經開始看到商業和商業前期項目。但在其他地方，比如日本、百慕大、韓國和東南亞各地，也有機會。在那里有很多市場，我們看到的當前的應用在那里都已經實現了商業化。”

顯然，這項技術可用于從根本上擴大北海和其他海洋的可再生能源發電能力，以前所未有的速度加快能源轉型。然而，如要實現這一目標，就必須克服一些挑戰和障礙。

海上漂浮光伏可以通過避免土地稀缺問題來釋放新的市場

挑戰之海

海上漂浮光伏的利用伴隨著一系列的挑戰。這些項目不僅開發成本很高，而且對于這項技術以及它如何影響生態系統，特別是水下生態系統，仍存在許多未知數。

荷蘭獨立研究機構TNO的太陽能市場和項目負責人Wiep Folkerts表示，“最大的挑戰是開發海上漂浮光伏解決方案(包括錨定、系泊、漂浮結構、光伏組件和電氣元件、電纜)，這些解決方案要足夠堅固，能夠承受惡劣的海上環境(鹽、濕氣、風、浪)，同時保持較低且有競爭力的LCOE(平準化度電成本)。”

“包括小規模試點項目在內，在海上光伏成為商業可行的解決方案之前，需要進行科學和技術研發，從而建立長期可靠的、和性能相關的完整解決方案(包括通往電網的動態電纜)、生態和可持續發展的專業知識與實踐指南，同時也要從失敗中學習，改進設計。”

“所需的堅固性在很大程度上取決于海上水體的位置。例如，北海的環境可能非常惡劣，10米以上的波浪高度并不罕見，熱帶地區的情況可能不那么苛刻。”

除了這些問題，結構重量和疲勞壽命也是開發海上漂浮光伏的主要挑戰。

Lome表示，“我們看到的主要挑戰是結構重量和疲勞壽命，這與資本支出成本密切相關。如果成本不重要，那么設計一個能夠承受30年海上環境的漂浮物并不十分困難，但挑戰在于找到一個在可接受的成本下，具有足夠長壽命的解決方案。”

“為了改善疲勞壽命，通常會對結構進行加固，通過加固結構，重量增加，吃水增加，漂浮光伏電站內的受力也增加。此外，沒有光伏組件制造商制造防鹽組件的事實對商業項目來說是一個挑戰。”

“希望他們一旦看到有市場，就會回過神來，開發出適合海上環境的組件。與海上風電共址確實可以成為一個重要的市場。它將降低資本支出成本，因為輸出電纜和變電站可以共享，而且能源輸出將更加穩定，現在有風的時候往往是晴天，反之亦然。”

正如Lome所言，項目共址確實有助于實現技術的擴展。這可能對這一技術的發展產生影響。然而，Vozza指出了海上漂浮光伏面臨的一系列獨特挑戰：監管框架。

“我認為，作為一個行業，我們真正要解決的主要障礙是缺乏適當的、統一的監管框架。主要的挑戰還在于，各個市場將如何調整監管框架以真正加速部署。但這個市場發展的非常快。它確實可以產生影響，并在2030年擴大到GW規模”。

擁有適當的監管標準框架可以使海上光伏開發商對未來進行規劃。然而，目前還缺乏支持這一技術的標準或框架。盡管如此，隨著市場繼續向著2030年回升，很明顯，決策將會在政治層面做出，我們可以看到對該技術的進一步支持。

這一觀點得到了RWE的支持，該公司確認缺乏監管框架或成為一個主要障礙。

“海上光伏是一項新技術，具有新的風險和挑戰。目前，缺乏適應混合或獨立海上光伏項目的、合適的監管框架或政策，”Willow說。

“這種政策的缺失可能會導致需要大量的許可證，在一些市場上，這會涉及幾家機構/利益相關方。此外，對于海上光伏應如何融入現有的電網基礎設施的問題，也缺乏討論。”

Willow還認為，在海上漂浮光伏全面商業化之前，還有一些技術問題需要攻克。開發商需要“了解這些設備在海上的實際情況”，以優化這一技術在全球的使用。一旦克服了這些問題，就可能實現這一技術的一種突破。

北海的海上漂浮光伏擴張

RWE和SolarDuck是兩家歷史悠久的公司，它們都在探索北海潛在的海上漂浮項目。雙方合作開發了一個5MWp海上光伏示范裝置。該項目將作為RWE在荷蘭的Hollandse Kust West VII海上風電項目的一部分進行部署。預計該項目將于2026年開始運行。

在世界上最具挑戰性的海上環境之一，該項目將為RWE和Solar-Duck提供重要的第一手經驗。這些經驗可能會使這一技術在未來更快地實現商業化。

與此同時，兩家公司正在合作開展Merganser項目——一個位于北海的0.5MWp海上光伏示范項目，預計將于2023年安裝。

Vozza認為，北海為海上漂浮光伏提供了完美的測試平臺，這不僅是因為北海靠近歐洲國家和海上風電，還因為這片海域的惡劣條件。

“如果你能在北海成功，那么你幾乎可以在任何地方成功。如果你看看那些向海上轉移的類比技術，就會發現海上漂浮光伏確實具有顛覆性的潛力。風能就是一個典型例子。”Vozza說道。

“這種技術從內陸開始，轉到近岸，轉到近海，然后又轉到海上漂浮光伏。太陽能是更實惠，更容易獲得的能源來源。太陽能走同樣的道路是有道理的。”

另一方面，Willow認為海上風電與海上漂浮光伏共址是一個機遇，可以產生大量可再生能源。

“海上光伏系統與海上風電站的融合可以使海洋空間得到有效利用，在同一區域內實現兩倍的能源產能。此外，這兩種技術的互補性使產能狀況更加平衡。我們還看到在系統的建設和維護方面的協同效應。”

漂浮光伏商業化

顯然，海上漂浮光伏對全球可再生能源的未來發揮著重要作用。但是，最大的問題之一是，這一技術何時可以為更大范圍的商業化做好準備。隨著全球多個試點項目不斷創新這一解決方案，優化這項技術，“何時”的問題變得更加醒目。

Folkerts認為，工業規模的海上漂浮光伏或會在本世紀末成為現實。“未來，海上光伏可能會以GWp的規模部署，預計這會在2027年之后發生，考慮到這一領域的創新以及全球各地正在建設的試點項目的進展，這個預測似乎是合理的。”

當這項技術實現更大范圍的商業化時，它的潛力將在促進全球能源轉型方面發揮至關重要的作用。

（文章來源：中國電力網）