漂浮式太阳能农场可帮助保护湖泊和水库免受气候变化的有害影响

2021年03月27日 22:07 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

来自兰卡斯特大学和斯特林大学的科学家们已经完成了第一个关于浮动太阳能装置对水体环境影响的详细建模。一项新的研究表明,漂浮式太阳能农场可以帮助保护湖泊和水库免受气候变化的一些危害。然而,考虑到水体的复杂性和太阳能技术的不同设计,部署浮动太阳能阵列也可能对生态系统产生不利影响。

传统的太阳能农场因其占用大量土地而备受争议。这导致人们对浮动太阳能农场的兴趣越来越大--利用水体提供的额外空间。

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到目前为止,英国有三个商业规模的浮动太阳能阵列,世界各地还有数百个。随着越来越多的国家承诺实现净零碳目标,对可再生能源的需求上升,未来几十年内,安装数量可能会显著增加。然而,直到现在,人们对这些漂浮的太阳能农场对湖泊和水库的积极和消极影响还知之甚少。

来自兰卡斯特大学和斯特林大学的科学家们已经完成了第一个关于浮动太阳能装置对水体环境影响的详细建模。

"随着对土地需求的增加,水体越来越成为可再生能源的目标。在水面上部署太阳能增加了发电量,但关键是要知道是否会有任何积极或消极的环境后果,"来自兰开斯特大学的博士研究员和主要作者Giles Exley先生说。"鉴于漂浮式太阳能农场的相对不成熟,进一步科学地证明其影响是很重要的。我们的结果提供了对关键影响的初步见解,这将有助于为水体管理者和决策者的决策提供信息。"

研究团队使用MyLake模拟程序和英国生态和水文中心从英格兰最大的湖泊Windermere收集的数据进行了计算机建模。虽然研究人员认为,在温德米尔湖上部署浮动太阳能农场的可能性不大,但由于它是世界上研究最全面的湖泊之一,因此提供了丰富的数据集。

他们的研究结果表明,浮动太阳能阵列可以通过遮挡阳光来降低水温。在规模上,这有助于缓解全球变暖造成的有害影响,如有毒蓝绿藻的大量繁殖,以及水的蒸发增加(这可能威胁到一些地区的供水)。

科学家们发现,漂浮的太阳能装置还能减少 "分层"的持续时间--这指的是太阳对水的加热,形成不同温度的水层。这种情况往往在温暖的夏季发生得更多,并可能导致水的底层脱氧,从而使水质恶化,对饮用水的供应是一个明显的问题。然而,情况是复杂的,在一些条件下,如果部署漂浮式太阳能农场,分层问题的人为变化对水质的不利影响可能会增加。因为浮动太阳能对水体温度和分层的影响,是生物和化学过程的主要驱动力,其影响程度可能与气候变化给湖泊带来的变化相当。浮游太阳能可以帮助缓解全球变暖将对这些水体产生的负面影响。然而,也确实存在不利影响的风险,如脱氧导致营养物质浓度的不良增加和杀死鱼类。需要做更多的研究来了解积极和消极影响的可能性。

太阳能装置越大对水温的影响越大,小于湖面百分之十的小阵列一般影响最小。然而,目前这个模型集中在一个湖泊上,还需要进一步的研究,以确定最佳的阵列尺寸和设计,以及它们对单个湖泊和水库的影响,所有这些湖泊和水库都有独特的特点。不同设计的太阳能装置对太阳和风也有不同的遮阳和遮蔽效果。

研究发现,覆盖湖泊90%以上面积的阵列可能会增加湖泊在冬季结冰的几率--不过这些影响也会因水体和装置设计而异,需要进一步研究。

在这些初步发现的基础上,实地研究和进一步的建模工作正在进行中。

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