瑞士在阿尔卑斯山部署了一座浮动太阳能电站,配备1,400块双面浮动光伏板,预计可产生22,000,000千瓦时的电能。

太阳能技术在瑞士找到了一处不同寻常的应用场所。位于布尔格-圣皮埃尔、海拔1,810米的图勒斯湖上,一座浮动光伏电站自2019年12月起投入运行,它被视为阿尔卑斯山区首座此类电站。
该项目由Romande Energie在多家专业公司的支持下开发,旨在证明高山湖泊也能成为用于生产可再生能源的场所。

利用阿尔卑斯山辐射的双面电池板
该示范电站拥有约2,240平方米的光伏发电面积,1,400块双面太阳能电池板分布在35个浮式结构上,其装机容量达448千瓦。
与传统太阳能电站不同,这些浮式平台能够随着水库水位的变动而垂直移动,当水位大幅下降时甚至可以沉到水底。
该项目的关键之一在于使用了双面光伏电池板,这类电池板能够通过正面和背面同时发电。这项技术不仅能利用直射的太阳光,还能利用周围环境反射的部分光线来发电。
高海拔位置还为光伏发电带来某些优势。更强的紫外线辐射、更低的温度以及雪的反照率效应,都有助于提升光伏组件的性能。在项目投入运行前的研究甚至表明,其发电量可比低海拔地区的同类设施高出50%。
然而,实际运行初期的发电量增长较为温和。Romande Energie记录的平均发电量为每千瓦安装容量约1,400千瓦时,而最初预估的数值为1,800千瓦时/千瓦安装容量。
这一数值相比平原地区的传统光伏设施约高出30%,但仍低于最乐观的预期值。
最大的挑战并非捕获太阳辐射,而是要让该设施在光伏基础设施所面临的最严苛环境中持续正常运行。
在水库的年度运行周期中,图勒斯湖的水位可能会变化约15米。浮动结构必须随之调整,在某些时期会沉降到湖底。此外,该电站还需承受低至-25℃的低温、大雪、冰层以及风速可达120公里/小时的强风。
实际运行中也暴露出一些局限性。积雪和冰层导致电站数天无法运转,甚至有大约十块太阳能板遭到损坏。
山脉对模块间日照与阴影的影响也使得实际发电量低于最初的预估。该项目已采取多项改进措施来试图解决这些问题,其中包括限制雪堆形成的方案。

从试点项目到更大规模的太阳能电站
Romande Energie的目标并不仅限于当前的示范项目,他们希望将所积累的经验作为建设规模更大的浮动光伏电站的基础。
该扩建项目计划占用图勒斯湖三分之一的面积,年发电量将超过2200万千瓦时,足以满足6200多户家庭的平均用电需求。最初的规划是建设约12兆瓦的光伏电站,而示范装置仅为448千瓦。
该项目的意义不仅限于瑞士国内。人工水库可以为光伏发电提供另一种选择,无需占用大量农业或自然用地。此外,若与水力发电站结合,还可以利用现有的电力及交通基础设施。
图勒斯湖项目旨在展现高海拔地区浮动太阳能的潜力,同时帮助克服相关挑战。积雪、冰层、水位变化以及山体阴影等因素要求必须设计出特定的结构与固定系统。
该设施的核心价值不仅在于其产生的电力。它的作用是展示光伏太阳能与水力发电基础设施在极端高山环境中的结合应用程度,并为未来在山区水库中建设浮动太阳能电站提供技术基础。