來自蘭卡斯特大學和斯特林大學的科學家們已經(jīng)完成了第一個關于浮動太陽能裝置對水體環(huán)境影響的詳細建模。一項新的研究表明，漂浮式太陽能農(nóng)場可以幫助保護湖泊和水庫免受氣候變化的一些危害。然而，考慮到水體的復雜性和太陽能技術的不同設計，部署浮動太陽能陣列也可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。
傳統(tǒng)的太陽能農(nóng)場因其占用大量土地而備受爭議。這導致人們對浮動太陽能農(nóng)場的興趣越來越大--利用水體提供的額外空間。
到目前為止，英國有三個商業(yè)規(guī)模的浮動太陽能陣列，世界各地還有數(shù)百個。隨著越來越多的國家承諾實現(xiàn)凈零碳目標，對可再生能源的需求上升，未來幾十年內，安裝數(shù)量可能會顯著增加。然而，直到現(xiàn)在，人們對這些漂浮的太陽能農(nóng)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(jīng)完成了第一個關于浮動太陽能裝置對水體環(huán)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(fā)電量，但關鍵是要知道是否會有任何積極或消極的環(huán)境后果，"來自蘭開斯特大學的博士研究員和主要作者Giles Exley先生說。"鑒于漂浮式太陽能農(nóng)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，這將有助于為水體管理者和決策者的決策提供信息。"
研究團隊使用MyLake模擬程序和英國生態(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(nóng)場的可能性不大，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(guī)模上，這有助于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(fā)增加(這可能威脅到一些地區(qū)的供水)。
科學家們發(fā)現(xiàn)，漂浮的太陽能裝置還能減少 "分層"的持續(xù)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(fā)生得更多，并可能導致水的底層脫氧，從而使水質惡化，對飲用水的供應是一個明顯的問題。然而，情況是復雜的，在一些條件下，如果部署漂浮式太陽能農(nóng)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(chǎn)生的負面影響。然而，也確實存在不利影響的風險，如脫氧導致營養(yǎng)物質濃度的不良增加和殺死魚類。需要做更多的研究來了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，小于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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)的基礎上，實地研究和進一步的建模工作正在進行中。
評論