巴西浮动式太阳能为水力发电厂创造机会

根据咨询和能源分析公司PSR发布的一份报告，在水库中建设浮动式太阳能发电厂可能是一个机会，可以提高水力发电厂现有基础设施的使用效率和频率，作为发电厂更新改造的一个替代方案。

水力发电仍然是巴西的主要发电来源，约占该国总装机容量的50%（大型水力发电厂为103GW，小型水力发电厂为5.8GW）。太阳能和风能越来越多地参与到巴西的发电组合，将为电力系统的运行注入稳定性。

巴西许多水力发电厂的历史都超过了40年。Aneel发电信息系统数据显示，1984年底的运行中电力为44GW，1994年的运行中电力为59GW。因此，对现有涡轮机进行现代化甚至替换的潜力很大。Empresa de Pesquisa energysamtica能源机构2019年的一项研究估计，考虑到已运行超过25年的合格发电厂，在不需要通过更新改造来扩大水力发电量的情况下，技术上有可能增加11GW的装机容量。

咨询公司PSR在其五月版《月度能源报告》中建议将这些更新改造机会与在水电站上建设浮动式太阳能发电厂进行比较，并指出到这两种选择都面临限制和挑战。

估计水库浮动式太阳能潜力

根据PSR发布的估计，仅在1984年开始运营的伊泰普水电站，通过建设一座占其水库面积（1,350平方公里）10%的浮动式太阳能发电厂，其发电量就可以增加近一倍。根据该比例，浮动式太阳能系统的输出电力为13,500MW；而该水电站的装机容量为14,000MW。

这一估算考虑了经逆变器变换后，每公顷占用面积的浮动式太阳能电池板可产生1.4MW的直流电或1MW的交流电。

《能源报告》中引用的另一个例子是Furnas水力发电厂案例。该咨询公司将ONS的公共数据整合到其水力发电绩效记分卡中，并发现自2006年记分卡推出以来，该发电厂的年均能源产出从未达到其物理能源保证量（也称为固定能源量）。

根据ONS的数据，自1999年以来，该发电厂的平均发电量为488aMW（平均兆瓦），比其固定能源量低约16%。为使该发电厂的平均发电量比其能源保证量高出15%，还需要增加180aMW。PSR估计，考虑到浮动式太阳能系统的功率（MWac）与其平均输出（aMW）之间的比率为5.5，需要新增约1GW的浮动式太阳能才能实现这一结果，这将占用10平方公里的面积，即福纳斯湖面积的0.7%。

太阳能-水力混合发电面临的挑战

该估计认为，浮动式太阳能将弥补由于降雨量少或其他水资源用途（如灌溉）而造成的水力发电不足。然而，水资源不足的挑战已经不那么频繁了，而水力发电厂则面临需求不足的问题，例如，由于优先使用太阳能和风能发电而不是水力发电而造成的需求不足问题。

换言之，目前仍然有必要研究混合发电厂的实时运行情况，考虑每小时的运行情况，以了解输电网的使用、可能无法产生的能量（弃电）的价值、发电厂运行的后果等方面。

此外，PSR指出，水力发电厂采用混合发电与巴西电力监管机构（ANEEL）第954/2021号决议施加的限制存在冲突。该决议允许在水库中安装太阳能系统，但分割了不同来源的生产，限制了固定能源的可能收益以及在发电厂中采用浮动式技术的激励措施。

该咨询公司表示，限制不同来源之间的能源组合没有多大意义。

与太阳能混合发电也被视为风能行业的一个机会，Casa dos Ventos和Statkraft等大型企业都押注于这一结合。

灌溉水渠

浮动式太阳能系统也可以安装在水电站水库以外的水体上。一些国家正在灌溉水渠中安装太阳能系统，以减少干旱和炎热地区的损失。《能源报告》指出，尽管安装在地面的太阳能系统比安装在灌溉水渠上的太阳能系统更便宜，但加州大学研究人员的一项研究表明，考虑到节约用水、增加发电量和降低土地成本等因素，运河太阳能项目可能会产生更高的经济效益。

PSR建议，最近技术成本出现了下降，将促进重新评估在东北部地区灌溉水渠上安装太阳能系统的可能性，甚至在圣弗朗西斯科河整合项目（PISF）中的大型运河和水库基础设施上安装太阳能系统的可能性。

作者：LÍVIA NEVES

来源：www.pv-magazine.com

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