新知 | 抗千年大旱，美国加州在运河上装太阳能，防水蒸发又能发电
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今年欧亚大陆大旱让许多人见识到干旱的威胁，其实在美国加州干旱已经持续 22 年，去年甚至是 1200 年来最干旱的一年，为对抗新气候模式，美国政府已将气候适应下的创新基础建设计划列为重要政策，也催生许多抗旱的相关研究。
现在加州也将展开一项概念验证，即在灌溉运河安装太阳能电池板遮阳棚，不仅能增加新能源发电，还能减少水分蒸发，成为全美首例。
过去 30 年美国西部天气愈来愈极端，干旱、热浪、野火更加频繁且规模愈来愈大。整个美国西部的大旱已经持续 22 年，2021 年特别严重，现在整个地区正处于至少 1200 年来最干旱的时期。迫使加州采取许多措施应对气候变化，包括北加州农民开始种植墨西哥抗旱植物龙舌兰，政府宣布 2035 年禁售汽油车。
去年加州科学家想到一个方法，在运河上建太阳能板，既可以增加太阳能发电，又可以减少水资源因高温而蒸发，还能减少水生植物扩张，维持水质。印度已经在运河上安装太阳能电池板。美国科学家计算出若太阳能电池板覆盖加州大约 4000 英里的公共供水系统基础设施，预计可以为该州每年节省 630 亿加仑的水，足以灌溉 50000 英亩的农田，或满足超过 200 万人的住宅用水需求。
太阳能电池板每年产生的 13 吉瓦太阳能，将相当于该州当前装机容量六分之一，如果加州所有 4000 英里的运河都覆盖太阳能电池板，可产生 13 吉瓦可再生能源。1 吉瓦足以为 750,000 户家庭供电，该计划足以为 975 万户家庭供电。截至 2021 年 7 月，加州有 1310 万户家庭。
科学家表示，运河的水还可以冷却太阳能电池板，提高发电效率。而太阳能电池板可为水面提供遮荫和防风保护，减少蒸发，减少水生植物生长，改善水质。加州大约 1%~2% 的水在炎热的阳光下蒸发掉，面对干旱条件，任何一滴水都弥足珍贵。
图说：加州运河上的太阳能概念设计图
来源：TURLOCK IRRIGATION DISTRICT
现在加州将开始验证概念，规划三个地点预计生产 5 兆瓦的可再生能源电力，可以进一步验证太阳能电池板是否因中午遮荫和减少风力，降低运河中的水分蒸发速度，以及是否可以减少植物生长来改善水质，减少运河维护需求，当然也要验证可再生电力生产的能力。加州目标是到 2030 年 60% 的电力来自可再生能源。
参与这项计划的 Solar AquaGrid 执行官表示，研究和常识告诉我们，在干旱加剧的时代，是时候限制蒸发了，初步研究显示，与地面安装的太阳能系统相比，在开放的运河上安装太阳能电池板可以大幅度节省水、能源和成本，还可因冷却容易而提高太阳能发电效率。
加州太阳能运河计划资金来自政府资助的 2000万美元，项目被称为“Project Nexus”，它将包括大约8500英尺长的太阳能电池板，安装在加利福尼亚州中部的特洛克灌区(TID)运河的三个部分，预计将于秋季动工，2023年完工，包括能源存储，研究当太阳能发电因云层覆盖效率降低时，存储设施如何支持当地电网。
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[1]https://www.cbsnews.com/news/california-solar-panels-canals-drought/
[2]https://www.tid.org/about-tid/current-projects/project-nexus/
[3]https://solaraquagrid.com/
注：首图来源于TID
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