光伏-水泵項目

 

微電網可以為水泵提供以獲取地下水，而這只是光伏系統幫助世界上許多地方緩解水資源短缺的一個例子。

 

光伏-水泵項目是一個快速擴展的應用，對于世界上許多地區來說，光伏系統在一些小規模應用中也能夠獲得巨大的收益。

 

例如在坦桑尼亞的桑給巴爾島，以往采用柴油發電機為管道泵提供電力供水，每月燃油成本達到20萬美元以上。桑給巴爾水務局(ZAWA)開始使用離網光伏系統為其鉆孔設備、水庫運行設施和配電網的水泵提供電力。

 

桑給巴爾水務局(ZAWA)總干事Salha Mohammed Kassim表示，在170萬人口的桑給巴爾島上，目前只有36%的家庭能夠正常供水。

 

Kassim說：“要想實現100%供水的目標，我們還有很長的路要走，但出于這個原因，我們正在尋求安裝更多的離網光伏系統為水泵提供電力。”

 

光伏-水泵項目的另一個應用是光伏電解脫鹽制氫。這是一種用在干旱地區的離網解決方案，但它在更大規模的工業供水方面也很有吸引力，尤其是可以提供綠色氫氣。

 

麥肯錫公司表示，用水密集型企業可以通過采用可再生能源來降低成本。通過對1500家化工和食品飲料加工業公司的分析司發現，大量的能源消費來自可再生能源利用率低、水資源壓力大的國家，這對水資源和碳排放造成了不成比例的不利影響。分析表明，如果可再生能源采用量增加50%，將使化工和食品飲料加工這兩個行業的用水量減少60%。

 

還一個具有廣闊發展前景的應用是在運河上方安裝光伏系統，尤其是在水資源短缺的地區。十年前，印度在古吉拉特邦安裝了首個運河光伏系統。加州大學(UC)強調了這種解決方案的共生互利性質，這有助于節約用水，同時可以發電，并且不占用耕地。

 

加州大學默塞德分校環境工程師、該研究報告的主要作者Brandi McKuin說:：“利用運河安裝光伏系統可以提高這兩種系統的效率。運河上的光伏系統陰影可以減少水分蒸發，尤其是在加州炎熱的夏天。此外，由于水的升溫速度比陸地慢，流經光伏組件下方的水可以使其溫度下降幾度，從而使發電量增加3%。”

 

該研究表明，如果加州長達6500公里的運河上方都安裝上光伏系統，每年將節省近3000億升水，并產生15GW的可再生能源電力。

 

光伏建筑一體化

 

光伏建筑一體化(BIPV)長期以來一直有著巨大的發展前景，但其大規模應用仍然是一個挑戰。在過去的十年中，在技術和美學上的改進使光伏建筑一體化(BIPV)在更廣泛的項目中更加可行。其中一具有意義的用例是歷史建筑的翻新和減排。

 

西班牙onyx Solar公司首席技術官Teodosio del Caño說：“事實上，可以開發隱藏光伏電池的新產品，這使得在建筑翻新項目中使用光伏系統變得更容易，因為光伏組件看起來像任何其他材料一樣，例如瓷磚或玻璃。”

 

onyx Solar公司經在世界各地的歷史建筑上使用了創新的光伏建筑一體化(BIPV)解決方案。del Caño表示，近年來，正是該技術在美學上的改進使該細分市場得以增長。他說，“在過去的兩年，我們主要在建筑外墻采用光伏產品，以前是應用在天窗和檐篷，但現在建筑外墻是一個很好的市場。如今在建筑物正面使用光伏建筑一體化(BIPV)技術并沒有什么限制。”

 

光伏建筑一體化(BIPV)立面的技術改進是高層建筑的業主和運營商一直關注的問題，特別是在依賴電網的建筑的減排途徑相當有限的情況下。

 

隨著全球城市人口的爆炸式增長，許多人在高層建筑中工作和生活。與建筑的整體面積相比，其屋頂的面積相當小，安裝屋頂光伏系統并不經濟可行。

 

但隨著光伏組件成本的持續下降和光伏組件能量密度的增加，城市中摩天大樓現在可以為建筑物提供更多的電力。將這種變化與光伏建筑一體化(BIPV)技術的改進結合起來，特別是在外墻方面，摩天大樓具有了成為光伏發電場的巨大潛力。

 

Venergy Australia公司首席執行官Matthew Wilkins說：“隨著光伏技術的進步，現在的光伏組件的能量密度超過450W，這使得中央商務區的摩天大樓采用可再生能源項目成為可能。”

 

 

 

Venergy Australia公司公司在墨爾本市中心的柯林斯廣場大廈安裝了223kW的光伏系統。

 

Venergy Australia公司將223kW的光伏系統與三個600kW的燃氣輪機集成安裝在墨爾本市中心柯林斯廣場的五座商業大廈上，使該廣場的發電設施的總裝機容量達到2MW。

 

根據一項研究，如果光伏系統安裝在屋頂、墻壁和窗戶上，墨爾本市中心的建筑物能夠滿足74%的電力需求，屋頂光伏將占其中的88%，墻壁集成光伏系統和窗戶集成光伏系統分別占8%和4%。

 

該研究報告的作者之一莫納什大學教授Jacek Jesieniak表示，研究人員的目標是展示屋頂光伏具有巨大的發電潛力。但人們不會考慮這個問題，因為他們傾向于從建筑的規模而不是城市的規模來考慮。

 

澳大利亞建筑商FenderKatsalidis公司(曾經建設世界第二高樓678.9米的吉隆坡Merdeka 118大廈)的副總監Jim Stewart表示，鼓勵更多的客戶采用光伏解決方案，因為大多數超過180米高的建筑在50年內不會被拆除。摩天大樓已經成為設計和開發屋頂光伏系統的常見場所。

 

如今很多人知道光伏系統可以在偏遠的離網地區提供可靠的能源。在2022年，人們看到光伏系統的應用范圍再次擴大，甚至應用在世界上一些最危險的地方。從海上石油鉆井平臺到偏遠的礦場，再到沖突地區的前線，光伏系統可以在其他能源設施難以部署的地方發揮作用，而且不需要定期維護。偏遠地區不僅可以使用光伏系統的電力，節省昂貴的燃料運輸成本和維護成本，還可以降低工作人員的風險。

 

美國軍方也注意到了光伏系統的這些好處。總部位于布魯克林的光伏織物和結構開發商Pvilion公司開發了一款易于安裝的光伏帳篷。該公司高管Julia Fowler表示，這種帳篷的作用遠不止在前線為士兵提供庇護場所，還具有提供電力、便利性、適應性、加熱和冷卻等功能，以及免受各種因素的影響。

 

有趣的是，這個解決方案也被認為是光伏-水泵項目的一部分。美國陸軍的Arcwater項目將光伏帳篷的電力用于在靈活的戰斗部署情況下獲取水資源。

 

美國第52戰斗機聯隊的高級軍士長Brent Kenny表示，在一個通常需要花費4萬美元為期三天的30人的任務中，在提供相同作戰能力的情況下，采用光伏帳篷的電力以及水收集器等其他技術所花費的費用不到600美元。