太陽能電站也面臨缺水 "干洗”技術能否解決
2014-09-24 20:10:44 本站原創(chuàng)太陽能電站近幾年在我國發(fā)展迅速，作為一種清潔能源，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展也獲得了政府的大力支持，不過眼下光伏電站面臨一個新的問題。
中國大量地面光伏電站布局在甘肅、青海等西部嚴重缺水地區(qū)，由于太陽能電池板需要經常清洗，耗水“極其嚴重”，這是地方政府上馬電站之時不曾預料到的。如何規(guī)范化、低成本解決電站耗水，正成為政府與企業(yè)面對的一個新課題。
太陽能電站初遇“水危機”
西部荒漠里的太陽能電池板需要經常清洗，水成了問題。
國家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成去西部詳細考察了一圈，2014年8月5日，在呼和浩特召開的大型光伏電站高效可靠運營與發(fā)電增效研討會上，王斯成談到這個“極其嚴重”的問題：干旱、光照強烈、沙塵嚴重的中國西部，五省區(qū)(青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古)太陽能地面電站累計裝機超過15吉瓦 (GW)，如此大規(guī)模的電站平均2-3個月就要清洗一遍，由此耗費大量水資源的問題，該怎么辦?
王斯成收集到了這樣的數據：以一個10兆瓦(MW)太陽能電站清洗一遍的用水量為例，如果用移動水車直接沖洗光伏陣列，一遍大約需要100噸水;如果在光伏陣列上鋪設水源管道，就像澆草坪一樣進行噴淋，一遍大約需要60-70噸水;如果采用移動水車用水刷進行刷洗，一遍大約需要50噸水。
大量地面電站都建設在甘肅、青海等西部嚴重缺水地區(qū)。從電站的清洗頻率上講，在氣候相對濕潤的內蒙古東部等地區(qū)，加上每年的自然降水，電站平均的清洗頻率為3-5個月一次，但在青海、甘肅、新疆等較干旱地區(qū)，一些電站則需每月清洗一次。
究竟西部地面電站每年用于清洗的總耗水量達到多少，南方周末記者咨詢了王斯成等諸多業(yè)內學者，但由于存在清洗方式、電站布局的地理位置、清洗頻率等諸多可變影響因素，尚難給出準確數字。
這已經成了清潔能源在環(huán)境影響領域遭遇到的一個新問題。2012年，國家能源局曾出臺《光伏發(fā)電站環(huán)境影響評價技術規(guī)范》，該標準對光伏電站不同階段對環(huán)境產生影響的因素都有涉及，比如土地使用、常規(guī)和意外污染物的釋放、消耗自然資源、廢棄物管理等，但對建成后維護所涉及的大量消耗水資源問題，卻并未著重提及。
“一些電站在這些地區(qū)(缺水地區(qū))打深井取地下水用于清洗電站，令人擔憂。”王斯成說，目前尚難推測此舉對環(huán)境造成的破壞，他希望能盡快制定光伏電站清洗的用水標準，將清洗每10兆瓦電站的耗水量控制在一定范圍之內。內蒙古發(fā)改委的一位官員說，這是當初上馬太陽能電站時不曾預料過的問題，目前地方政府尚無措施進行規(guī)范。
能不能不清洗?答案是否定的。由于大氣中的灰塵、雜物容易附著在電池板表面，長時間積聚會大大降低電池組件發(fā)電效率。美國國家航空航天局的研究顯示，每平方米僅4.05克的灰塵層就能減少太陽能轉換效率40%，更不論冬春季節(jié)沙塵天氣頻繁的中國西部地區(qū)。為了保證太陽能發(fā)電的經濟效益，電站業(yè)主必須定期清洗。
既然大量耗水，有無更好方法降低耗水量，是否可以“干洗”?
國外太陽能公司的確開發(fā)出多種“干洗”技術，但是成本遠非中國西部電站業(yè)主承受得起。2014年3月，以色列一家公司就宣布開發(fā)出一款Water-Free光伏方陣清洗機器人技術，不用水，通過旋轉電刷清洗掉99%的灰塵;2013年11月，美國太陽能公司SunPower為解決旗下電站清洗耗水的問題，專門收購了一家制造清洗機器人公司，據稱該機器人可減少大約90%的用水量。
在國內，新疆電科院也在研發(fā)清掃機器人技術，但對西部上百個太陽能電站來說，仍是遠水救不了近火。
中國人并非沒有自己的解決方式。王斯成說，他在西部也看到一種極其節(jié)水的清洗方式，他稱之為“三個婦女”方法。“第一個婦女推著小水車，第二個婦女灑水，第三個婦女刮干凈。”王斯成說，這種純人工的清洗方式，一遍僅用10噸水。他把該方式介紹給同樣采用昂貴的機械人清洗法的日本同行看，“他們覺得難以置信”。
電站耗水政策尚未出臺之前，這就成為一個單純的成本問題。盡管與其他國家比，中國低廉的人力成本已經為清洗電池板提供了一種節(jié)水之道，但相對于雇用大量勞動力所需的人力成本，西部電站業(yè)主們口中含糊其辭的用水成本，則更值得了解。
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