光伏-水泵项目

 

微电网可以为水泵提供以获取地下水，而这只是光伏系统帮助世界上许多地方缓解水资源短缺的一个例子。

 

光伏-水泵项目是一个快速扩展的应用，对于世界上许多地区来说，光伏系统在一些小规模应用中也能够获得巨大的收益。

 

例如在坦桑尼亚的桑给巴尔岛，以往采用柴油发电机为管道泵提供电力供水，每月燃油成本达到20万美元以上。桑给巴尔水务局(ZAWA)开始使用离网光伏系统为其钻孔设备、水库运行设施和配电网的水泵提供电力。

 

桑给巴尔水务局(ZAWA)总干事Salha Mohammed Kassim表示，在170万人口的桑给巴尔岛上，目前只有36%的家庭能够正常供水。

 

Kassim说：“要想实现100%供水的目标，我们还有很长的路要走，但出于这个原因，我们正在寻求安装更多的离网光伏系统为水泵提供电力。”

 

光伏-水泵项目的另一个应用是光伏电解脱盐制氢。这是一种用在干旱地区的离网解决方案，但它在更大规模的工业供水方面也很有吸引力，尤其是可以提供绿色氢气。

 

麦肯锡公司表示，用水密集型企业可以通过采用可再生能源来降低成本。通过对1500家化工和食品饮料加工业公司的分析司发现，大量的能源消费来自可再生能源利用率低、水资源压力大的国家，这对水资源和碳排放造成了不成比例的不利影响。分析表明，如果可再生能源采用量增加50%，将使化工和食品饮料加工这两个行业的用水量减少60%。

 

还一个具有广阔发展前景的应用是在运河上方安装光伏系统，尤其是在水资源短缺的地区。十年前，印度在古吉拉特邦安装了首个运河光伏系统。加州大学(UC)强调了这种解决方案的共生互利性质，这有助于节约用水，同时可以发电，并且不占用耕地。

 

加州大学默塞德分校环境工程师、该研究报告的主要作者Brandi McKuin说:：“利用运河安装光伏系统可以提高这两种系统的效率。运河上的光伏系统阴影可以减少水分蒸发，尤其是在加州炎热的夏天。此外，由于水的升温速度比陆地慢，流经光伏组件下方的水可以使其温度下降几度，从而使发电量增加3%。”

 

该研究表明，如果加州长达6500公里的运河上方都安装上光伏系统，每年将节省近3000亿升水，并产生15GW的可再生能源电力。

 

光伏建筑一体化

 

光伏建筑一体化(BIPV)长期以来一直有着巨大的发展前景，但其大规模应用仍然是一个挑战。在过去的十年中，在技术和美学上的改进使光伏建筑一体化(BIPV)在更广泛的项目中更加可行。其中一具有意义的用例是历史建筑的翻新和减排。

 

西班牙onyx Solar公司首席技术官Teodosio del Caño说：“事实上，可以开发隐藏光伏电池的新产品，这使得在建筑翻新项目中使用光伏系统变得更容易，因为光伏组件看起来像任何其他材料一样，例如瓷砖或玻璃。”

 

onyx Solar公司经在世界各地的历史建筑上使用了创新的光伏建筑一体化(BIPV)解决方案。del Caño表示，近年来，正是该技术在美学上的改进使该细分市场得以增长。他说，“在过去的两年，我们主要在建筑外墙采用光伏产品，以前是应用在天窗和檐篷，但现在建筑外墙是一个很好的市场。如今在建筑物正面使用光伏建筑一体化(BIPV)技术并没有什么限制。”

 

光伏建筑一体化(BIPV)立面的技术改进是高层建筑的业主和运营商一直关注的问题，特别是在依赖电网的建筑的减排途径相当有限的情况下。

 

随着全球城市人口的爆炸式增长，许多人在高层建筑中工作和生活。与建筑的整体面积相比，其屋顶的面积相当小，安装屋顶光伏系统并不经济可行。

 

但随着光伏组件成本的持续下降和光伏组件能量密度的增加，城市中摩天大楼现在可以为建筑物提供更多的电力。将这种变化与光伏建筑一体化(BIPV)技术的改进结合起来，特别是在外墙方面，摩天大楼具有了成为光伏发电场的巨大潜力。

 

Venergy Australia公司首席执行官Matthew Wilkins说：“随着光伏技术的进步，现在的光伏组件的能量密度超过450W，这使得中央商务区的摩天大楼采用可再生能源项目成为可能。”

 

 

 

Venergy Australia公司公司在墨尔本市中心的柯林斯广场大厦安装了223kW的光伏系统。

 

Venergy Australia公司将223kW的光伏系统与三个600kW的燃气轮机集成安装在墨尔本市中心柯林斯广场的五座商业大厦上，使该广场的发电设施的总装机容量达到2MW。

 

根据一项研究，如果光伏系统安装在屋顶、墙壁和窗户上，墨尔本市中心的建筑物能够满足74%的电力需求，屋顶光伏将占其中的88%，墙壁集成光伏系统和窗户集成光伏系统分别占8%和4%。

 

该研究报告的作者之一莫纳什大学教授Jacek Jesieniak表示，研究人员的目标是展示屋顶光伏具有巨大的发电潜力。但人们不会考虑这个问题，因为他们倾向于从建筑的规模而不是城市的规模来考虑。

 

澳大利亚建筑商FenderKatsalidis公司(曾经建设世界第二高楼678.9米的吉隆坡Merdeka 118大厦)的副总监Jim Stewart表示，鼓励更多的客户采用光伏解决方案，因为大多数超过180米高的建筑在50年内不会被拆除。摩天大楼已经成为设计和开发屋顶光伏系统的常见场所。

 

如今很多人知道光伏系统可以在偏远的离网地区提供可靠的能源。在2022年，人们看到光伏系统的应用范围再次扩大，甚至应用在世界上一些最危险的地方。从海上石油钻井平台到偏远的矿场，再到冲突地区的前线，光伏系统可以在其他能源设施难以部署的地方发挥作用，而且不需要定期维护。偏远地区不仅可以使用光伏系统的电力，节省昂贵的燃料运输成本和维护成本，还可以降低工作人员的风险。

 

美国军方也注意到了光伏系统的这些好处。总部位于布鲁克林的光伏织物和结构开发商Pvilion公司开发了一款易于安装的光伏帐篷。该公司高管Julia Fowler表示，这种帐篷的作用远不止在前线为士兵提供庇护场所，还具有提供电力、便利性、适应性、加热和冷却等功能，以及免受各种因素的影响。

 

有趣的是，这个解决方案也被认为是光伏-水泵项目的一部分。美国陆军的Arcwater项目将光伏帐篷的电力用于在灵活的战斗部署情况下获取水资源。

 

美国第52战斗机联队的高级军士长Brent Kenny表示，在一个通常需要花费4万美元为期三天的30人的任务中，在提供相同作战能力的情况下，采用光伏帐篷的电力以及水收集器等其他技术所花费的费用不到600美元。