太阳能发电场能与大海相遇，探索海上太阳能的潜力

在当今世界，能源需求不断攀升，寻求可再生能源已成为全球共同的课题。随着全球对清洁能源的需求日益增长，海上漂浮光伏逐渐成为备受关注的焦点。这种将太阳能电池板安装在水面上的发电方式，不仅能够有效利用广阔的海洋空间，还具有诸多优势。

近日，一项重要的研究资助项目正式启动——DigiOcean4Solar 项目——旨在开发一种用于评估浮动太阳能发电场的首个数字海洋模型，这项资助对于推动全球清洁能源的应用具有深远意义。

DigiOcean4Solar 是用于浮动太阳能发电场评估的数字海洋环境的缩写，旨在推动可再生能源效率的研究，并将研究波浪、风和浮动太阳能结构之间的相互作用。这项研究旨在改进海上太阳能发电场的设计，特别是在多个平台近距离建造的情况下。这种数字海洋模型将有助于优化农场布局和提高能源效率，为海上太阳能开发的进步奠定坚实的基础。

海上漂浮太阳能是一种新兴的可再生能源技术，其核心理念是将太阳能面板安装在浮动平台上，利用广阔的海洋空间进行发电。相比陆地太阳能，海上漂浮太阳能具有不占用土地资源、海上环境温度较低（有助于提高太阳能面板效率）等优势。

此前，在2024年5月，AKVA集团，作为全球最大的水产养殖解决方案提供商之一，与挪威浮动太阳能公司Inseanergy的合作，这项合作的核心在于将浮动太阳能技术应用于智利的水产养殖场，以减少对传统化石燃料的依赖，实现能源自给自足。标志着水产养殖行业向更可持续、更环保方向迈出了重要一步。

Inseanergy开发的浮动太阳能系统可以安装在回收的鱼笼浮环上，充分利用水面空间。该系统可以与陆地电网结合使用，实现电力互补。当太阳能发电量不足时，可以从电网补充电力；当发电量过剩时，可以向电网出售电力。 通过利用太阳能，可以减少水产养殖场对柴油发电机的依赖，降低运营成本，同时减少碳排放。

一、什么是海上太阳能发电厂，相比于陆地太阳能有哪些优势和挑战？

海上太阳能发电厂是指将太阳能电池板安装在海上浮动平台上，利用海面广阔空间和充足阳光，将太阳能转化为电能的发电设施。海上太阳能发电，作为一种新兴的清洁能源方式，具有巨大的发展潜力。

相比于陆地太阳能发电，海上太阳能发电具有更高的发电效率、更广阔的空间、更稳定的发电，同时与其他海洋产业协同发展

• 更高的发电效率：海面反射率低，且水体对太阳能电池板具有冷却作用，能显着提高光伏组件的转换效率。
• 更广阔的空间： 海上空间广阔，不受土地资源限制，可大规模部署太阳能发电设施。
• 更稳定的发电： 海上风浪较小区域的太阳能资源相对稳定，可提供更可靠的电力供应。
• 与其他海洋产业协同发展： 海上风电、海水养殖等产业可以与海上太阳能发电形成互补，提高资源利用效率。

但海上太阳能发电面临一些问题，海上环境恶劣，建设和维护成本较高，包括浮体系统、电缆敷设、防腐蚀等。海上环境复杂多变，需要开发出适应恶劣环境的浮动平台和太阳能组件。海上光伏电站的建设和运营可能对海洋生态环境产生一定影响，需要进行环境评估和保护等。

总的来说，海上太阳能发电的优势在于更高的发电效率、更广阔的空间和更稳定的发电，但同时也面临着高昂的建设成本、技术难度大、海洋生态影响和政策法规不完善等挑战。

二、海上太阳能发电有哪些技术，你知道多少？

海上太阳能发电是一项新兴的清洁能源技术，其核心在于将太阳能电池板安装在海上浮动平台上，利用海面广阔空间和充足阳光，将太阳能转化为电能。这项技术涉及多个关键技术领域，比如浮体系统、锚泊系统、电力系统、海缆系统、监测与控制系统、太阳能电池组件等。

1. 浮体系统：浮体系统作为太阳能组件的载体，使其稳定漂浮在海面上。浮体系统可分为模块化浮体和整体式浮体，模块化浮体由多个模块组成，可根据需要进行组合和拆卸，具有较好的灵活性，整体式浮体结构一体化，稳定性好，但灵活性较差。

浮体系统常用材料有高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）等，要求具有耐腐蚀、耐老化、高浮力等特性。需要考虑波浪、潮汐、风力等海洋环境因素，保证浮体系统的稳定性，同时还要兼顾成本和耐久性。

2. 锚泊系统：锚泊系统将浮动平台固定在海床上，防止其随风漂移。分为链式锚泊系统和张力腿式锚泊系统。锚泊系统常用材料有钢材、合成纤维等，要求具有高强度、耐腐蚀性。由于海底地质条件复杂多样，锚泊系统的选择和设计需要根据具体海域情况进行定制化。

3. 电力系统：电力系统将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，并输送到电网。电力系统包括太阳能逆变器、配电箱、变压器等

4. 海缆系统：海缆系统将海上发电平台产生的电能输送到陆地电网。由于海底地形复杂多变，海缆的敷设和维护难度较大，成本较高。

5. 监测与控制系统：监测与控制系统实时监测海上发电系统的运行状态，并进行远程控制。监测与控制系统包括传感器、数据采集器、监控平台等。但海上通信环境复杂，数据传输可能受到干扰，需要采用可靠的通信技术。

6. 太阳能电池组件：太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置。包括单晶硅、多晶硅等。由于海上环境恶劣，对太阳能电池组件的耐久性提出了更高的要求，需要具备良好的耐盐雾腐蚀性能、抗风沙性能和抗冲击性能。

另外，海水具有强腐蚀性，需要对金属部件进行防腐处理。海生物附着会影响设备的性能，需要采取措施进行防治。

三、海上太阳能前景如何？

海上太阳能的潜力非常巨大。由于海上太阳能发电系统可以利用更多的太阳光，因此其发电效率比陆上系统更高。同时，海洋面积广阔，太阳能资源丰富，且海水对太阳能电池板具有冷却作用，能提高发电效率，并且可以大规模布置。此外，海上风电、海水养殖等产业可以与海上太阳能发电形成互补，提高资源利用效率。

目前海上太阳能最大的项目是Nautical SUNRISE项目，该项目由Nautical SUNRISE项目由世界清洁能源领域的核心科研机构、大学以及科技领军企业共同牵头发起，于2023年12月启动，致力于研究和开发海上浮式太阳能（OFS）系统及其组件，为世界上最大的海上漂浮式光伏发电装置提供支持。

Nautical SUNRISE采用荷兰浮式太阳能公司SolarDuck提供的模块化解决方案，旨在设计、建造一个5兆瓦的海上浮式太阳能系统。作为创造长期价值的关键考量因素，该项目将充分评估海上浮式太阳能系统全生命周期的可持续性以及对环境的影响。Nautical SUNRISE项目的实施为海上可再生能源发展开辟新的前景，在为下一代创造更可持续的未来方面将发挥关键作用。

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