隨著對土地使用問題的日益關(guān)注，從垃圾填埋場到蓄水池，越來越多的大型太陽能項目正在建設(shè)中。盤點最新技術(shù)。

太陽能處于減緩氣候變化工作的最前沿，但也有其自身的一些環(huán)境包袱。一個擔(dān)憂是能源革命所需的土地數(shù)量，尤其是隨著更多公用事業(yè)規(guī)模的太陽能項目被提出。

例如，在7月，在拉斯維加斯以北的沙漠中擬建的850兆瓦太陽能發(fā)電廠的開發(fā)商在當(dāng)?shù)胤磳蟪坊亓怂麄兿蛎绹恋毓芾砭痔岢龅纳暾?。居民認為，該陣列計劃覆蓋超過14平方英里，會礙眼，并可能影響當(dāng)?shù)氐膴蕵坊顒印?/p>

克萊姆森大學(xué)的一項研究估計，到2040年，國內(nèi)使用和出口的能源產(chǎn)量將增加27%。大約需要124,000平方英里的土地來安裝所有相關(guān)設(shè)施?？紤]到間距要求，近500,000平方英里的土地將需要專門用于新能源生產(chǎn)——面積大于德克薩斯州。

可以肯定的是，整個建筑環(huán)境中的位置（屋頂、車棚等）是太陽能裝置的常見位置。這些分布式站點的好處很多。但是，如果該國要迅速實現(xiàn)清潔能源滲透目標，則還需要大足跡的大型項目。

然而，并非所有大規(guī)模太陽能部署都需要位于空置空間或農(nóng)田上。三種選擇包括浮動光伏、垃圾填埋太陽能和高速公路通行權(quán)。讓我們依次來看看。

陸地還是海洋？

Floatovoltaics是一個熱門的光伏趨勢，其容量將在2021年翻一番。由于太陽能電池陣列漂浮在水體之上，因此這些結(jié)構(gòu)在很大程度上消除了土地使用爭論。通常，這些裝置被發(fā)現(xiàn)漂浮在湖泊或盆地上，那里的水比海洋平靜。

雙重用途地點通常是這些項目的場地。水庫、水電大壩水源和廢水處理池都是舉辦漂浮光伏的潛在候選者。

以加利福尼亞州納帕谷的FarNiente酒廠為例。建成于2008年，被廣泛認為是世界上第一個并網(wǎng)的浮動光伏陣列。為了滿足每年800,000千瓦時的需求，太陽能電池板使用了2,296塊電池板，其中1,200塊安裝在酒廠灌溉水庫的頂部，為附近的葡萄園預(yù)留了葡萄生產(chǎn)空間。

支撐面板的浮力結(jié)構(gòu)是一個簡單而巧妙的解決方案。浮筒由18英寸的帶棱紋管制成，填充有泡沫聚苯乙烯，位于面板下方，并連接到四個混凝土支架上。當(dāng)使用水時，陣列可以自由上升和下降18英尺，混凝土支架可防止模塊旋轉(zhuǎn)并確保最佳方位角。

更重要的是，該陣列通過覆蓋和冷卻水來減少蒸發(fā)。這種相同的效果還可以防止不需要的藻類的傳播。反過來，池塘對面板有益，充當(dāng)穩(wěn)定的熱質(zhì)量，調(diào)節(jié)溫度，減緩面板退化并提高效率。

此類項目如何有效的一個例子來自新加坡騰格里水庫上的60兆瓦FPV陣列SembcorpFloatingSolar，它最近投入使用。該系統(tǒng)的122,000個天合光能210Vertex雙玻璃組件覆蓋了45個足球場的表面積，通過與國家水務(wù)局簽訂的25年電力購買協(xié)議，從新加坡的主要飲用水水庫中提供綠色能源。

新加坡公用事業(yè)委員會表示，它選擇天合光能組件是因為它們具有雙層玻璃保護，這將有助于使它們足夠耐用，可以在潮濕和潮濕的條件下使用25年。面板由高密度聚乙烯(HDPE)浮子支撐。浮子是抗紫外線的，這是保護它們免受降解的必要條件。

在評估浮動光伏的有效性時，成本可能是首要考慮的問題，因為這些結(jié)構(gòu)具有獨特的施工安裝（或?qū)樱┬枨?。然而，成本平價可能比人們預(yù)期的更接近。浮動光伏的資本成本略高，但運營管理成本較低，沒有土地成本，效率提高有利于成本結(jié)構(gòu)。

據(jù)FPV開發(fā)商D3Energy業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)StetsonTchividjian稱，安裝浮動太陽能的價格比陸上光伏高出約10%至15%。但是，降低運維成本可能有助于縮小差距。如果將開發(fā)其他有用的土地所產(chǎn)生的外部性包括在內(nèi)，那么浮動太陽能背后的經(jīng)濟性可能會使項目保持在水面之上。

垃圾填埋機會

垃圾填埋場和其他受污染的棕地是另一個增長領(lǐng)域。美國環(huán)境保護署跟蹤太陽能垃圾填埋場頂部安裝，作為其RE-PoweringAmerica'sLand計劃的一部分，在過去五年中，安裝量增長了80%。近60%的跟蹤項目位于垃圾填埋場，超過90%的RE-Powering項目是太陽能光伏。

大多數(shù)站點為市政或私人所有，1.8吉瓦的裝機容量中約有1.5吉瓦屬于這些所有權(quán)結(jié)構(gòu)。三分之二的項目將電力賣回電網(wǎng)，22%的跟蹤站點是社區(qū)太陽能項目。這些設(shè)施中有近70%提供1兆瓦或更多的容量。

馬薩諸塞州目前以該國30%的垃圾填埋場項目領(lǐng)先該領(lǐng)域。EPA表示，有利的政策環(huán)境對于支持棕地場地很重要。馬薩諸塞州的SMART計劃為垃圾填埋場和棕地開發(fā)提供了更多激勵措施，并為這些項目的審批流程建立了快速通道，因此該州在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

美國環(huán)保署表示，新澤西州和伊利諾伊州在政策和公用事業(yè)參與方面也取得了長足的進步。其中最大的一個是50MWSunnyside太陽能設(shè)施，計劃在240英畝的休斯頓垃圾填埋場頂部建造，并在2022年底投入使用。Sunnyside的采購是該市氣候行動計劃的結(jié)果。

通常情況下，安裝人員不允許進入垃圾填埋場的表面，并且安裝硬件和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)性強，并且比傳統(tǒng)的地面安裝設(shè)計更輕。例如，安裝供應(yīng)商SolarFlexRack為猶他州普羅沃以南的社區(qū)太陽能垃圾填埋場開發(fā)項目提供現(xiàn)澆機架。與典型的太陽能支架相比，安裝系統(tǒng)使用更輕的鎮(zhèn)流器，內(nèi)部支撐和更少的組件。

公路光伏

公路通行權(quán)(ROW)區(qū)域提供了適合太陽能裝置的獨特品質(zhì)。例如，科羅拉多州交通部(CDOT)解釋說，ROW區(qū)域可以方便地訪問相鄰的太陽能設(shè)施，并且傳輸線通常遵循高速公路路線。更重要的是，ROW擁有維護良好的植被和很少的樹木或其他陰影元素。

CDOT研究指出ROWPV存在許多潛在的安全和質(zhì)量問題。最受關(guān)注的問題包括積雪和積雪、面板閃爍和眩光、水質(zhì)管理問題、碰撞中的駕駛員安全以及維護的安全通道。

作為研究的結(jié)果，CDOT創(chuàng)建了一系列用于正確選址太陽能項目的工具。這些工具包括閃爍和眩光危害模型、陣列選址標準、影響矩陣和緩解策略。

HighwayROW太陽能已在歐洲部署30多年，并且不斷引入創(chuàng)新。例如，一個比利時財團創(chuàng)建了兩個測試設(shè)施，以開發(fā)配備光伏設(shè)備的隔音屏障，用于土地和政策限制使地面安裝的太陽能發(fā)電廠幾乎無法安裝的地方。

兩用結(jié)構(gòu)首先必須起到隔音的作用，這可能會限制伴隨的光伏生產(chǎn)。模塊上覆蓋著一層透明的消音層，研究人員稱其將生產(chǎn)量減少了約30%。

根據(jù)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校韋伯能源集團的一項研究，在美國，可用于ROW安裝的土地面積可能很緊張，通常最好留給高速公路交匯處和出口。

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)州都有超過200英里的合適的州際公路可用。這相當(dāng)于每個州440到6,600英畝的優(yōu)選安裝場地面積。每個州的確定潛力為每年127到1,814GWh，德克薩斯州位居榜首。加利福尼亞州和伊利諾伊州的潛力排名第二和第三。

德克薩斯州的研究人員發(fā)現(xiàn)需要GIS數(shù)據(jù)來更好地支持ROW太陽能的發(fā)展。愛荷華州是唯一一個完成詳細的高速公路立交剖面圖以促進向太陽能站點規(guī)劃過渡的州。