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點，與傳統陸地光伏相比，它具有節約土地、提高發電效率、減少水分蒸發等顯著優勢，特別適合在采煤沉陷區、水庫等水域建設，已成為全球能源轉型的重要方向。

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、水庫、蓄水池等水面上建立的漂浮式光伏電站，主要由以下部分組成：

1.光伏組件：負責將太陽能轉化為電能的核心部件

2.浮體系統：通常采用高密度聚乙烯(HDPE)材料制成，提供浮力支撐光伏組件

3.錨固系統：包括鋼絲繩、螺旋樁等，用于固定漂浮平臺位置

4.電力系統：包括逆變器、電纜等，將直流電轉換為交流電并輸送至電網

二、與傳統陸地光伏相比的優勢
1. 資源利用優勢

（1）節約土地資源：無需占用寶貴陸地資源，特別適合人口密集、土地緊張的地區

（2）利用廢棄水域：可有效利用采煤沉陷區、污水廠水池等廢棄水域，實現"變廢為寶"

2. 發電效率優勢

（1）水體冷卻效應：水面對光伏組件有天然冷卻作用，可抑制組件表面溫度上升，發電效率比地面光伏高出5%-8%

（2）減少溫度損失：光伏組件溫度每降低1℃，可獲得比地面電站高出10%-15%的發電量

（3）避免遮擋：水面開闊，有效避免山體、樹林等對光伏面板的遮擋

3. 環境效益優勢

（1）減少水分蒸發：光伏板覆蓋水面可減少陽光直射，最高可減少40%的水分蒸發

（2）抑制藻類生長：減少陽光直射可抑制水中藻類繁殖，改善水質

（3）促進生態修復：在采煤沉陷區建設可促進區域生態綜合治理

三、漂浮式光伏的劣勢與挑戰
1. 技術與成本挑戰

（1）技術要求高：設計、施工和運維比陸地光伏更復雜，需要更高技術支持

（2）投資成本高：早期漂浮式光伏支架每瓦成本高達3元以上，雖已降至0.5元以下，但仍高于陸地光伏

（3）施工難度大：水上作業難以使用重型機械，工期較長

2. 環境適應性挑戰

（1）受自然條件影響大：易受風、浪、水流等自然條件影響

（2）耐候性要求高：浮體材料需具備抗紫外線、抗腐蝕、抗凍脹等特性

（3）水位變化影響：水位季節變化大會影響光伏面板的穩定性

四、典型應用案例
1. 中國案例

（1）安徽淮南項目：2016年建成，全球首個單體容量達20MW的漂浮光伏電站，利用采煤沉陷區水域

（2）阜陽南部項目：2023年12月實現全容量并網，我國單體規模最大的水面漂浮式光伏項目，總裝機容量65萬千瓦

（3）天津大港項目：2026年1月成功并網，全國首個集中式海水環境漂浮式光伏項目

2. 國際案例

（1）印尼奇拉塔項目：2023年11月全容量并網，印尼首個漂浮光伏發電項目，總裝機192MW

（2）泰國烏汶叻項目：2024年3月并網發電，泰國首個集成水面光伏發電、清潔水電、高效儲能系統的示范工程

（3）全球發展：截至2022年，全球漂浮光伏累計裝機達4.3吉瓦，預計到2030年將增長至30-60吉瓦

五、適用條件與選址要求

1. 水文條件

（1）水域面積廣：可布設光伏面板面積廣

（2）水深適中：通常適合水深大于8米的區域，避免水位變化過大

（3）水質條件：避免強酸性或強堿性水域，需考慮對水質的影響

2. 氣候條件

（1）太陽輻射強：低緯度地區更適合，但需考慮降水季節變化

（2）風浪影響小：需考慮風速、浪高等因素，設計相應錨固系統

3. 社會經濟條件

（1）電力需求大：靠近用電負荷中心，減少輸電損失

（2）政策支持：政府對新能源發展的支持力度

（3）技術條件：當地具備相應的技術支持能力

六、環境影響與可持續發展
1. 正面影響

（1）優化能源結構：減少化石能源依賴，助力"雙碳"目標實現

（2）促進產業融合：可與漁業、旅游業等結合，形成"漁光互補"等復合模式

（3）改善生態環境：減少水分蒸發、抑制藻類生長，促進水體生態平衡

2. 潛在問題

（1）對水生生物影響：需監測對水中魚類、植物等的影響

（2）材料耐久性：浮體材料長期在潮濕環境中的可靠性

（3）廢棄處理：光伏組件和浮體材料的回收處理問題

七、高考地理考點總結

1. 
   

   區位條件分析：從自然條件(水域、氣候)和社會經濟條件(市場、政策、技術)角度分析漂浮式光伏的選址

2. 比較優勢分析：與傳統陸地光伏相比，重點掌握節約土地、提高效率、減少蒸發等優勢

3. 環境影響評價：辯證分析對水質、生態系統的影響，掌握"漁光互補"等可持續發展模式

4. 案例應用：熟悉安徽淮南、印尼奇拉塔、泰國烏汶叻等典型案例，掌握其建設背景和意義

5. 發展趨勢：了解全球漂浮光伏裝機量增長趨勢(預計2030年達30-60吉瓦)及技術發展方向

漂浮式光伏作為"光伏+"跨界融合的典型代表，不僅體現了新能源技術的創新發展，也展示了人與自然和諧共生的可持續發展理念，是高考地理中"資源與國家安全"、"區域可持續發展"等核心考點的重要載體。

八、例題分析

1.閱讀圖文材料,完成下列要求。(16分)

漂浮式光伏是將兆伏發電組件安裝在水面漂浮體上，相對于陸地光伏成本更高。2023年11月9日,由中國企業承建的"一帶一路"旗艦項目奇拉塔漂浮光伏項目實現并網發電，這是東南亞最大的漂浮光伏項目,對印尼乃至東南亞清潔能源發展起著重要的示范作用。下圖為印尼奇拉塔漂浮光伏項目示意圖。

(1)相比于陸上光伏,說明印尼自然環境更適合建設水上光伏的原因。(4分)

(2)分析印尼漂浮式光伏項目建成后對當地生態環境可能產生的影響。(8分)

(3)中國和印尼在新能源方面的合作前景十分廣闊，指出在項目合作中各自的優勢。(4分)

2.參考答案

(1)印尼多山地丘陵，且森林覆蓋率高,陸上光伏可用土地面積較少(2分);境內多湖泊、水庫,水域面積大(2分)。

(2)有利影響:優化能源消費結構(提供了清潔能源),減少大氣污染(2分);增加能源供給,減輕當地居民因能源短缺對森林的砍伐,保護了當地雨林(2分)。

不利影響:光伏板遮蔽水面,不利于水生生物的生長,可能導致水生生物多樣性減少(2分);光伏板反光會灼傷鳥類，影響鳥類的飛行、棲息和覓食(2分)。

(3)印尼:新能源資源豐富;市場潛力大。(2分)

中國:較強的經濟(資金)實力;先進的技術;豐富的新能源開發經驗等。(2分)