大型浮式光伏發(fā)電項目是補償大壩水電站發(fā)電量不足的理想解決方案，因為它具有可觀的容量系數(shù)，并具有提高整體系統(tǒng)可靠性，同時最大程度地減少負荷削減的能力。 這是最近發(fā)表在《可再生與可持續(xù)能源評論》上的“浮式光伏系統(tǒng)作為亞馬遜大壩生產(chǎn)不足的替代途徑”一文所得出的主要結論之一。開展這項研究的密歇根州立大學研究人員評估了兆瓦級浮式光伏電站在巴西能源格局中的潛力。

為該國眾多水壩大力投資興建此類項目將提高整體系統(tǒng)的可靠性，并使水力發(fā)電站的運營商在電力需求高峰期獲得更大的調(diào)度靈活性。這也可以幫助巴西在不建造新水壩的前提下提高發(fā)電量。

產(chǎn)出不足

目前，巴西的水力發(fā)電總裝機容量為109.1吉瓦，但巴西政府的目標是到2023年達到114.4吉瓦。但該國廣泛的水電基礎設施均已顯示出相當脆弱的狀態(tài)。例如，2014年的嚴重旱情促使政府投資更多的風能和太陽能。

包括所有能源形式在內(nèi)的巴西全國總發(fā)電量目前約為161吉瓦，這意味著全國能源總需求的一半以上都靠水電來滿足。但是，這受制于這樣一個事實——在巴西現(xiàn)有的水電設施中，約有12吉瓦處于產(chǎn)出不足狀態(tài)。

在這些大壩上部署浮式光伏系統(tǒng)可帶來雙重優(yōu)勢。首先，由于不需要增設變電站或輸電線路，因此光伏項目的建設可以更加便宜。其次，浮式光伏發(fā)電使水電廠運營商有機會將這些發(fā)電項目用作一種儲能形式加以調(diào)度，從而可以補償太陽能光伏發(fā)電的可變輸出。

系統(tǒng)充裕度

科學家按照額定容量相當于報告中不足的產(chǎn)量的假設，評估了所有地點的浮式光伏電站在水壩水庫中的系統(tǒng)充裕度。他們關注了增設浮式光伏發(fā)電容量前后的系統(tǒng)可靠性指標。

他們的分析表明，浮式太陽能項目由于其高容量系數(shù)、與負載的相關性以及在高需求期間的高潛力輸出，可以作為理想的解決方案。他們提出，“為了評估峰值負載增加對系統(tǒng)可靠性的影響，我們將系統(tǒng)峰值負載設為每年增加4%。結果也表明，光伏系統(tǒng)的容量系數(shù)非常重要，總體平均容量系數(shù)為42%。”

例如，負載損耗概率(LOLP)是指其中斷概率。通過添加浮式光伏項目，LOLP可以提高約55.5%。但目前政府計劃在亞馬遜地區(qū)建設更多水電容量，這只會使LOLP提升46.2%。

目前，在巴伊亞州Sobradinho的圣弗朗西斯科河上，巴西Sobradinho大壩上175兆瓦的水力發(fā)電站就配有一個1兆瓦的浮動太陽能發(fā)電廠。該項目于2016年由承建方——水力發(fā)電商Companhia Hidroelétrica do São Francisco(Ches)開始建造，并最終將擴大到5兆瓦規(guī)模。Chesf還擁有位于Balbina大壩的試點浮式光伏陣列、一個水力發(fā)電站，以及位于亞馬遜雨林的烏塔瑪河發(fā)電站。

工程公司Tractebel是法國能源巨頭Engie的一家子公司，現(xiàn)在也正為52.2兆瓦的Batalha水電站進行30兆瓦浮式光伏發(fā)電產(chǎn)能的初步設計。該電站屬于國有電力生產(chǎn)商Eletrobras Furnas所有。