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作者 Jenny Lin
更新日期 August 23, 2024

在數年來太陽能安裝量快速提升後,今年太陽能系統安裝量將超過 450 GW,市場必須開始尋找更多的太陽能應用場景來應對合適的土地資源逐漸減少的問題。今年全球最大太陽能展會 SNEC 中更可看到,許多模組廠紛紛展出不同應用場景下適配的模組,其中水上和沙漠環境中的應用尤為引人注目,並為市場提供了新的商業契機。  

這些應用場景不僅能有效解決土地資源限制的問題,還能與當地的自然環境相互結合,以達到經濟和生態效益的互惠互利。本文將深入探討水上太陽能和沙漠太陽能技術的應用場景、技術特性及其未來發展潛力,並通過具體案例分析這兩種技術在實際應用中的優勢與挑戰。
 

(一)水上太陽能應用場景應用與特性

水上太陽能發電是一種新興且具潛力的技術,透過在水面裝置太陽能模組以進行發電功能,其具有環保、技術經濟和社會效益等多重優勢。在安裝方面,除了可採用環保材料以保護生態環境之外,還能通過簡便快速的建設方式降低施工成本,同時避免陸地太陽能開發所遇到的土地產權問題。目前而言,水上太陽能又分為兩種,分別為海上項目和陸域水體項目,其中陸域水體項目又包括湖泊、水庫、廢棄礦場建置、人工湖和埤塘等不同應用場景。

在模組選用方面,雙玻模組在水上太陽能的場景下能更佳有效解決水氣透過率的問題,相較於地面型太陽能可再提高 5-10% 的發電量。應用設計方面,水深小於 3 米的水域通常採用樁基固定式,而水深超過 3 米的水域則多採用漂浮式(浮管式、浮箱式)。由於水上的施工方案相較於陸地更為簡便快速,這也促使不少開發商意識到此商機,開始朝向水上案場發展,也另外為模組製造商帶來差異化的市場,如本次 SNEC 展會中,許多廠家也開始紛紛展出各種應用於水面場景的太陽能模組,反映出水面太陽能的發展潛力。

隨著水上太陽能應用逐步被重視,今年中國的海上太陽能開工項目預計有 2-3 GW 的規模,且主要集中在山東、江蘇、浙江和福建等沿海地區,目前部分項目將計劃於今年下半年至明年上半年陸續建設,並於四季度開始拉貨,其中陽光水面太陽能公司又作為目前市占率最高的企業,也是目前唯一能在百米深的水域建設太陽能案場的公司。除了大型海上太陽能的應用之外,現今中國的陸域水體的應用上也有許多待開發地區,其開發項目又區分為集中式與分布式,前者的陸域水體項目大多來自於採煤沉陷區,其規模約落在 50-200 MW 之間,後者則多為埤塘水面項目,單個案場容量則一般在 5-30 MW,綜上累積,陸域水體項目極具潛力 。整體而言,InfoLink 預期中國地區的水上太陽能在今年有望突破 5 GW 的累積安裝量、全球累積安裝量則有望達到 7-8 GW 的水準。

儘管水上太陽能將有助於太陽能安裝量的持續增長,然而目前在開發過程中仍有不少難題,除了建造與後續運維的難度高以外,市場對於水質、水域生態的疑慮也有待更多案例供驗證。廠家們近年來也開始為這些意見提供解決方案,例如,陽光水面太陽能公司在新加坡的 60 MW 水庫項目中,為確保水質不受影響,在水上太陽能項目中使用食品級材料,並通過嚴格檢驗與品質把控,藉此確保飲用水的安全,以消除民眾對水質影響的疑慮。隨著更多企業引入創新技術和實施嚴格的環境保護措施、以及成功案例數的提升,水上太陽能的社會接受度逐漸提高,有望在環保和利益相關者之間能更再達成更多的共識以實現永續發展。
 

(二)沙漠太陽能應用場景應用與特性

沙漠太陽能發電是透過強烈的日照、廣闊的大型案場等進而實現高效且經濟的發電效益,在全球沙漠太陽能計劃中,中國是極具代表性的國家,其中最為著名的即新疆和內蒙古等西北地區的國家大基地「沙戈荒」計劃,又作為首批首個千萬千瓦級的大型風光基地計劃,目前第一期 1 GW 已成功併網發電,第二期與第三期則陸續開工建設當中。由於近期集中式計劃多受到土地合規審查與生態保育等政策影響,加上沙漠用地取得相對容易,開發商逐漸深入內陸沙漠地區尋地;此外,在沙漠地區興建太陽能案場也可提升治沙成效,使太陽能治沙工程也逐漸受到重視。

在模組的選用方面,沙漠環境對太陽能模組的技術要求極高,考量到沙漠地區存在高溫、日夜溫差大、高紫外線以及沙塵暴等因素,對模組的耐高溫與抗風沙能力提出了極高要求,目前部分模組廠亦在技術方面加緊突破,例如增加模組玻璃厚度以抗風沙、導入防塵沙技術、提高模組耐高溫能力等測試條件。在沙漠的應用場景方面,部分地區亦有特殊規範,如內蒙古地區對治沙計劃有相關規定,要求案場項目須在當地設置電池與模組產能,並要求發電調峰穩定、搭配儲能自發自用,故廠家在該地建設案場時仍須考量到以上要點,加上目前西北地方治沙計劃仍因饋線輸電問題導致開發受限,電力無法大量輸送至其他省份,促使部分廠家對於沙漠太陽能項目的關注度相對其他應用場境更為冷淡,故今年治沙項目需求預計相對有限。

水上太陽能和沙漠太陽能技術皆預示著未來可再生能源發展的特殊方向,為了最大化利用水上太陽能和沙漠太陽能的經濟效益,部分水上太陽能項目則藉由漁業養殖、休閒觀光等多功能開發,形成「漁光互補」的綜合利用模式,而沙漠太陽能方面,目前亦有項目是透過太陽能發電、農業種植、生態修復作為理念,進而打造多功能的沙漠園區。儘管現階段兩者在全球的應用上仍為小眾市場,但隨著技術的不斷進步、政策上的持續支持,未來仍具備一定的發展潛力,同時有望實現經濟和環境效益之間的雙贏。

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