漂浮光伏布设水域的蒸发模型研究和实证

摘要

作为一种新兴的能源生产模式，漂浮光伏加强了水域的综合利用，有效抑制了水面蒸发，同时缓解了当前的能源危机与土地危机。但漂浮光伏电站布设水域水面蒸发的研究存在实证监测数据不足、光伏板下水面蒸发机理不明、蒸发计算模型精度不高等问题。本研究以安徽省淮南潘集150 MW漂浮光伏电站为对象，原位监测获得了2022年3月—2023年1月的自然水域水面蒸发数据序列与2022年6月—11月的光伏组件板下水面蒸发数据序列。提出了漂浮光伏布设水域整体蒸发计算模型，模型采用改进的彭曼模型计算自然水域水面蒸发，同时采取基于能量守恒原理的蒸发数值模型计算光伏组件板下水面蒸发。实证数据验证了所提出模型的合理性，结果表明：光伏组件能有效抑制组件板下水面蒸发；蒸发模型R~2均大于0.85,RRMSE均小于0.25，可较准确反映漂浮光伏布设水域的实际蒸发过程。漂浮光伏系统节水量计算结果显示：潘集150 MW漂浮光伏电站覆盖率约45%时，年节水量高达147万m~3，节水效益显著。