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太陽能史上最便宜,2030 年將成電力新霸主

今年歐亞大陸大旱讓許多人見識到乾旱的威脅,其實在美國加州乾旱已經持續 22 年,去年甚至是 1,200 年來最乾旱的一年,為對抗新氣候模式,美國政府已將氣候適應下的創新基礎建設計畫列為重要政策,也催生許多抗旱的相關研究。現在加州也將展開一項概念驗證,即在灌溉運河安裝太陽能電池板遮陽棚,不僅能增加新能源發電,還能減少水分蒸發,成為全美首例。

過去 30 年美國西部天氣愈來愈極端,乾旱、熱浪、野火更加頻繁且規模愈來愈大。整個美國西部的大旱已經持續 22 年,2021 年特別嚴重,現在整個地區正處於至少 1200 年來最乾旱的時期。迫使加州採取許多措施應對氣候變化,包括北加州農民開始種植墨西哥抗旱植物龍舌蘭,政府宣布 2035 年禁售汽油車。

去年加州科學家想到一個方法,在運河上建太陽能板,既可以增加太陽能發電,又可以減少水資源因高溫而蒸發,還能減少水生植物擴張,維持水質。印度已經在運河上安裝太陽能電池板。美國科學家計算出若太陽能電池板覆蓋加州大約 4,000 英里的公共供水系統基礎設施,預計可以為該州每年節省 630 億加侖的水,足以灌溉 50,000 英畝的農田,或滿足超過 200 萬人的住宅用水需求。

太陽能電池板每年產生的 13 吉瓦太陽能,將相當於該州當前裝機容量六分之一,如果加州所有 4,000 英里的運河都覆蓋太陽能電池板,可產生 13 吉瓦可再生能源。吉瓦足以為 750,000 戶家庭供電,該計畫足以為 975 萬戶家庭供電。截至 2021  7 ,加州有 1,310 萬戶家庭。

科學家表示,運河的水還可以冷卻太陽能電池板,提高發電效率。而太陽能電池板可為水面提供遮蔭和防風保護,減少蒸發,減少水生植物生長,改善水質。加州大約 1%~2% 的水在炎熱的陽光下蒸發掉,面對乾旱條件,任何一滴水都彌足珍貴。

現在加州將開始驗證概念,規劃三個地點預計生產 5 兆瓦的可再生能源電力,可以進一步驗證太陽能電池板是否因中午遮蔭和減少風力,降低運河中的水分蒸發速度,以及是否可以減少植物生長來改善水質,減少運河維護需求,當然也要驗證可再生電力生產的能力。加州目標是到 2030  60% 的電力來自可再生能源。

參與這項計畫的 Solar AquaGrid 執行長表示,研究和常識告訴我們,在乾旱加劇的時代,是時候限制蒸發了,初步研究顯示,與地面安裝的太陽能系統相比,在開放的運河上安裝太陽能電池板可以大幅度節省水、能源和成本,還可因冷卻容易而提高太陽能發電效率。加州太陽能運河計畫資金來自政府資助的 2 千萬美元,預計將於秋季動工,2024 年完工,包括能源存儲,研究當太陽能發電因雲層覆蓋效率降低時,存儲設施如何支援當地電網。

(首圖來源:Project Nexus)

相關網址:https://technews.tw/2022/08/29/ca-build-solar-cover-canal/

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