高考地理中的漂浮式光伏

漂浮式光伏是高考地理中重要的新能源考点，与传统陆地光伏相比，它具有节约土地、提高发电效率、减少水分蒸发等显著优势，特别适合在采煤沉陷区、水库等水域建设，已成为全球能源转型的重要方向。

一、漂浮式光伏的基本概念

漂浮式光伏是指在水塘、中小型湖泊、水库、蓄水池等水面上建立的漂浮式光伏电站，主要由以下部分组成：

1.光伏组件：负责将太阳能转化为电能的核心部件

2.浮体系统：通常采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，提供浮力支撑光伏组件

3.锚固系统：包括钢丝绳、螺旋桩等，用于固定漂浮平台位置

4.电力系统：包括逆变器、电缆等，将直流电转换为交流电并输送至电网

二、与传统陆地光伏相比的优势
1. 资源利用优势

（1）节约土地资源：无需占用宝贵陆地资源，特别适合人口密集、土地紧张的地区

（2）利用废弃水域：可有效利用采煤沉陷区、污水厂水池等废弃水域，实现"变废为宝"

2. 发电效率优势

（1）水体冷却效应：水面对光伏组件有天然冷却作用，可抑制组件表面温度上升，发电效率比地面光伏高出5%-8%

（2）减少温度损失：光伏组件温度每降低1℃，可获得比地面电站高出10%-15%的发电量

（3）避免遮挡：水面开阔，有效避免山体、树林等对光伏面板的遮挡

3. 环境效益优势

（1）减少水分蒸发：光伏板覆盖水面可减少阳光直射，最高可减少40%的水分蒸发

（2）抑制藻类生长：减少阳光直射可抑制水中藻类繁殖，改善水质

（3）促进生态修复：在采煤沉陷区建设可促进区域生态综合治理

三、漂浮式光伏的劣势与挑战
1. 技术与成本挑战

（1）技术要求高：设计、施工和运维比陆地光伏更复杂，需要更高技术支持

（2）投资成本高：早期漂浮式光伏支架每瓦成本高达3元以上，虽已降至0.5元以下，但仍高于陆地光伏

（3）施工难度大：水上作业难以使用重型机械，工期较长

2. 环境适应性挑战

（1）受自然条件影响大：易受风、浪、水流等自然条件影响

（2）耐候性要求高：浮体材料需具备抗紫外线、抗腐蚀、抗冻胀等特性

（3）水位变化影响：水位季节变化大会影响光伏面板的稳定性

四、典型应用案例
1. 中国案例

（1）安徽淮南项目：2016年建成，全球首个单体容量达20MW的漂浮光伏电站，利用采煤沉陷区水域

（2）阜阳南部项目：2023年12月实现全容量并网，我国单体规模最大的水面漂浮式光伏项目，总装机容量65万千瓦

（3）天津大港项目：2026年1月成功并网，全国首个集中式海水环境漂浮式光伏项目

2. 国际案例

（1）印尼奇拉塔项目：2023年11月全容量并网，印尼首个漂浮光伏发电项目，总装机192MW

（2）泰国乌汶叻项目：2024年3月并网发电，泰国首个集成水面光伏发电、清洁水电、高效储能系统的示范工程

（3）全球发展：截至2022年，全球漂浮光伏累计装机达4.3吉瓦，预计到2030年将增长至30-60吉瓦

五、适用条件与选址要求

1. 水文条件

（1）水域面积广：可布设光伏面板面积广

（2）水深适中：通常适合水深大于8米的区域，避免水位变化过大

（3）水质条件：避免强酸性或强碱性水域，需考虑对水质的影响

2. 气候条件

（1）太阳辐射强：低纬度地区更适合，但需考虑降水季节变化

（2）风浪影响小：需考虑风速、浪高等因素，设计相应锚固系统

3. 社会经济条件

（1）电力需求大：靠近用电负荷中心，减少输电损失

（2）政策支持：政府对新能源发展的支持力度

（3）技术条件：当地具备相应的技术支持能力

六、环境影响与可持续发展
1. 正面影响

（1）优化能源结构：减少化石能源依赖，助力"双碳"目标实现

（2）促进产业融合：可与渔业、旅游业等结合，形成"渔光互补"等复合模式

（3）改善生态环境：减少水分蒸发、抑制藻类生长，促进水体生态平衡

2. 潜在问题

（1）对水生生物影响：需监测对水中鱼类、植物等的影响

（2）材料耐久性：浮体材料长期在潮湿环境中的可靠性

（3）废弃处理：光伏组件和浮体材料的回收处理问题

七、高考地理考点总结

1. 
   

   区位条件分析：从自然条件(水域、气候)和社会经济条件(市场、政策、技术)角度分析漂浮式光伏的选址

2. 比较优势分析：与传统陆地光伏相比，重点掌握节约土地、提高效率、减少蒸发等优势

3. 环境影响评价：辩证分析对水质、生态系统的影响，掌握"渔光互补"等可持续发展模式

4. 案例应用：熟悉安徽淮南、印尼奇拉塔、泰国乌汶叻等典型案例，掌握其建设背景和意义

5. 发展趋势：了解全球漂浮光伏装机量增长趋势(预计2030年达30-60吉瓦)及技术发展方向

漂浮式光伏作为"光伏+"跨界融合的典型代表，不仅体现了新能源技术的创新发展，也展示了人与自然和谐共生的可持续发展理念，是高考地理中"资源与国家安全"、"区域可持续发展"等核心考点的重要载体。

八、例题分析

1.阅读图文材料,完成下列要求。(16分)

漂浮式光伏是将兆伏发电组件安装在水面漂浮体上，相对于陆地光伏成本更高。2023年11月9日,由中国企业承建的"一带一路"旗舰项目奇拉塔漂浮光伏项目实现并网发电，这是东南亚最大的漂浮光伏项目,对印尼乃至东南亚清洁能源发展起着重要的示范作用。下图为印尼奇拉塔漂浮光伏项目示意图。

(1)相比于陆上光伏,说明印尼自然环境更适合建设水上光伏的原因。(4分)

(2)分析印尼漂浮式光伏项目建成后对当地生态环境可能产生的影响。(8分)

(3)中国和印尼在新能源方面的合作前景十分广阔，指出在项目合作中各自的优势。(4分)

2.参考答案

(1)印尼多山地丘陵，且森林覆盖率高,陆上光伏可用土地面积较少(2分);境内多湖泊、水库,水域面积大(2分)。

(2)有利影响:优化能源消费结构(提供了清洁能源),减少大气污染(2分);增加能源供给,减轻当地居民因能源短缺对森林的砍伐,保护了当地雨林(2分)。

不利影响:光伏板遮蔽水面,不利于水生生物的生长,可能导致水生生物多样性减少(2分);光伏板反光会灼伤鸟类，影响鸟类的飞行、栖息和觅食(2分)。

(3)印尼:新能源资源丰富;市场潜力大。(2分)

中国:较强的经济(资金)实力;先进的技术;丰富的新能源开发经验等。(2分)