漂浮式太陽能農場可幫助保護湖泊和水庫免受氣候變化的有害影響

新聞來源:漂浮式太陽能農場可幫助保護湖泊和水庫免受氣候變化的有害影響

 

傳統的太陽能農場因其佔用大量土地而備受爭議。 這導致人們對浮動太陽能農場的興趣越來越大–利用水體提供的額外空間。

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到目前為止,英國有三個商業規模的浮動太陽能陣列,世界各地還有數百個。 隨著越來越多的國家承諾實現淨零碳目標,對可再生能源的需求上升,未來幾十年內,安裝數量可能會顯著增加。 然而,直到現在,人們對這些漂浮的太陽能農場對湖泊和水庫的積極和消極影響還知之甚少。

來自蘭卡斯特大學和斯特林大學的科學家們已經完成了第一個關於浮動太陽能裝置對水體環境影響的詳細建模。

“隨著對土地需求的增加,水體越來越成為可再生能源的目標。 在水面上部署太陽能增加了發電量,但關鍵是要知道是否會有任何積極或消極的環境後果,”來自蘭開斯特大學的博士研究員和主要作者Giles Exley先生說。  “鑒於漂浮式太陽能農場的相對不成熟,進一步科學地證明其影響是很重要的。 我們的結果提供了對關鍵影響的初步見解,這將有助於為水體管理者和決策者的決策提供資訊。 ”

研究團隊使用MyLake模擬程式和英國生態和水文中心從英格蘭最大的湖泊Windermere收集的數據進行了計算機建模。 雖然研究人員認為,在溫德米爾湖上部署浮動太陽能農場的可能性不大,但由於它是世界上研究最全面的湖泊之一,因此提供了豐富的數據集。

他們的研究結果表明,浮動太陽能陣列可以通過遮擋陽光來降低水溫。 在規模上,這有助於緩解全球變暖造成的有害影響,如有毒藍綠藻的大量繁殖,以及水的蒸發增加(這可能威脅到一些地區的供水)。

科學家們發現,漂浮的太陽能裝置還能減少 「分層」的持續時間–這指的是太陽對水的加熱,形成不同溫度的水層。 這種情況往往在溫暖的夏季發生得更多,並可能導致水的底層去氧,從而使水質惡化,對飲用水的供應是一個明顯的問題。 然而,情況是複雜的,在一些條件下,如果部署漂浮式太陽能農場,分層問題的人為變化對水質的不利影響可能會增加。 因為浮動太陽能對水體溫度和分層的影響,是生物和化學過程的主要驅動力,其影響程度可能與氣候變化給湖泊帶來的變化相當。 浮游太陽能可以幫助緩解全球變暖將對這些水體產生的負面影響。 然而,也確實存在不利影響的風險,如去氧導致營養物質濃度的不良增加和殺死魚類。 需要做更多的研究來瞭解積極和消極影響的可能性。

太陽能裝置越大對水溫的影響越大,小於湖面百分之十的小陣列一般影響最小。 然而,目前這個模型集中在一個湖泊上,還需要進一步的研究,以確定最佳的陣列尺寸和設計,以及它們對單個湖泊和水庫的影響,所有這些湖泊和水庫都有獨特的特點。 不同設計的太陽能裝置對太陽和風也有不同的遮陽和遮蔽效果。

研究發現,覆蓋湖泊90%以上面積的陣列可能會增加湖泊在冬季結冰的幾率–不過這些影響也會因水體和裝置設計而異,需要進一步研究。

在這些初步發現的基礎上,實地研究和進一步的建模工作正在進行中。

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