省水又提高發電量,運河也能架設太陽能板嗎?

新聞來源:省水又提高發電量,運河也能架設太陽能板嗎?

 

運河作為當地重要的水上交通網路,有像蘇伊士運河的全球經濟命脈、亦有諸如義大利威尼斯的觀光勝地,共通點為得保持暢通避免跟塞子一樣塞住整條河,也須密切注意運河流域降水量、以免船隻觸底擱淺,先前美國科學家便設想,加州運河設置太陽能的可行性,減少水分蒸發的同時,也能提供太陽能板更涼爽的環境。

氣候變遷加劇熱浪、暴風、乾旱等極端天氣,全球非政府組織基督徒互援會(Christian Aid)年度報告便指出,2020 年引發的災害損失高達新台幣 4.2 兆。若考量到乾旱風險有增加的趨勢,如何維持運河水量將是重要課題。

好比印度在 2015 年打造一條太陽能運河,在瓦爾道拉 3.6 公里長的灌溉水道上建置 10MW 太陽能,降低水蒸發,太陽能板也可藉由水的冷卻效果提高發電效率與性能,發電量估可提高 7%。對此美國聖塔克魯茲加利福尼亞大學(UCSC)團隊認為,雖然印度沒有在運河大規模部署太陽能,但已經證明技術上是可行性的。

團隊在該研究中,則主要是探討是否能賺錢。要在加州 6,350 公里的觀光、運輸網路設置太陽能板,首先還是要量化潛在收益。UCSC 環境博士後研究員 Brandi McKuin 指出,縱使太陽能運河有助再生能源發展和節約用水,但魔鬼藏在細節裡,橫跨運河(Canal-spanning)基礎設施會不會帶來天價成本?

若要興建一個太陽能「橋梁」工法通常會搭配鋼桁(steel trusses)與懸架纜(suspension cable)技術,建造成本都比傳統的地面型太陽能貴上許多。UCSC 團隊在加州運河八個不同地點,分析三種太楊能設置方法,分別是普通的地面型太陽能,以及在印度採用過的鋼桁型與懸吊式,再評估三種不同的水蒸發分析。

最終技術經濟分析則指出,在水費較昂貴的地方,太陽能運河所帶來的優勢,大於纜線支撐的額外成本,淨現值(Net present value)提高 20~50%,投資財務收益更高。表示水上型太陽能不僅能提高模組性能與降減少水蒸發,太陽能板的陰影也能抑制水草生長,通常這是昂貴的河道維護工程。

研究指出,就電力均化能源成本(LCOE)來看,這三種工法也沒有太大差異,主要是因為水蒸發冷卻也會推升太陽能板表現,發電量更高。UCSC 教授兼論文資深作者 Elliott Campbell 認為,該研究不僅是對太陽能運河的評估,還可以連接到空氣品質、能源和節水等緊迫的全球性問題。

(首圖來源:UCSC

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