來自蘭卡斯特大學(xué)和斯特林大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)完成了第一個關(guān)于浮動太陽能裝置對水體環(huán)境影響的詳細(xì)建模。一項(xiàng)新的研究表明，漂浮式太陽能農(nóng)場可以幫助保護(hù)湖泊和水庫免受氣候變化的一些危害。然而，考慮到水體的復(fù)雜性和太陽能技術(shù)的不同設(shè)計(jì)，部署浮動太陽能陣列也可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。
傳統(tǒng)的太陽能農(nóng)場因其占用大量土地而備受爭議。這導(dǎo)致人們對浮動太陽能農(nóng)場的興趣越來越大--利用水體提供的額外空間。
到目前為止，英國有三個商業(yè)規(guī)模的浮動太陽能陣列，世界各地還有數(shù)百個。隨著越來越多的國家承諾實(shí)現(xiàn)凈零碳目標(biāo)，對可再生能源的需求上升，未來幾十年內(nèi)，安裝數(shù)量可能會顯著增加。然而，直到現(xiàn)在，人們對這些漂浮的太陽能農(nóng)場對湖泊和水庫的積極和消極影響還知之甚少。
來自蘭卡斯特大學(xué)和斯特林大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)完成了第一個關(guān)于浮動太陽能裝置對水體環(huán)境影響的詳細(xì)建模。
"隨著對土地需求的增加，水體越來越成為可再生能源的目標(biāo)。在水面上部署太陽能增加了發(fā)電量，但關(guān)鍵是要知道是否會有任何積極或消極的環(huán)境后果，"來自蘭開斯特大學(xué)的博士研究員和主要作者Giles Exley先生說。"鑒于漂浮式太陽能農(nóng)場的相對不成熟，進(jìn)一步科學(xué)地證明其影響是很重要的。我們的結(jié)果提供了對關(guān)鍵影響的初步見解，這將有助于為水體管理者和決策者的決策提供信息。"
研究團(tuán)隊(duì)使用MyLake模擬程序和英國生態(tài)和水文中心從英格蘭最大的湖泊Windermere收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)建模。雖然研究人員認(rèn)為，在溫德米爾湖上部署浮動太陽能農(nóng)場的可能性不大，但由于它是世界上研究最全面的湖泊之一，因此提供了豐富的數(shù)據(jù)集。
他們的研究結(jié)果表明，浮動太陽能陣列可以通過遮擋陽光來降低水溫。在規(guī)模上，這有助于緩解全球變暖造成的有害影響，如有毒藍(lán)綠藻的大量繁殖，以及水的蒸發(fā)增加(這可能威脅到一些地區(qū)的供水)。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，漂浮的太陽能裝置還能減少 "分層"的持續(xù)時間--這指的是太陽對水的加熱，形成不同溫度的水層。這種情況往往在溫暖的夏季發(fā)生得更多，并可能導(dǎo)致水的底層脫氧，從而使水質(zhì)惡化，對飲用水的供應(yīng)是一個明顯的問題。然而，情況是復(fù)雜的，在一些條件下，如果部署漂浮式太陽能農(nóng)場，分層問題的人為變化對水質(zhì)的不利影響可能會增加。因?yàn)楦犹柲軐λw溫度和分層的影響，是生物和化學(xué)過程的主要驅(qū)動力，其影響程度可能與氣候變化給湖泊帶來的變化相當(dāng)。浮游太陽能可以幫助緩解全球變暖將對這些水體產(chǎn)生的負(fù)面影響。然而，也確實(shí)存在不利影響的風(fēng)險(xiǎn)，如脫氧導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)濃度的不良增加和殺死魚類。需要做更多的研究來了解積極和消極影響的可能性。
太陽能裝置越大對水溫的影響越大，小于湖面百分之十的小陣列一般影響最小。然而，目前這個模型集中在一個湖泊上，還需要進(jìn)一步的研究，以確定最佳的陣列尺寸和設(shè)計(jì)，以及它們對單個湖泊和水庫的影響，所有這些湖泊和水庫都有獨(dú)特的特點(diǎn)。不同設(shè)計(jì)的太陽能裝置對太陽和風(fēng)也有不同的遮陽和遮蔽效果。
研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋湖泊90%以上面積的陣列可能會增加湖泊在冬季結(jié)冰的幾率--不過這些影響也會因水體和裝置設(shè)計(jì)而異，需要進(jìn)一步研究。
在這些初步發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)地研究和進(jìn)一步的建模工作正在進(jìn)行中。
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