2016年8月6日,美国加利福尼亚州都市自来水局(the Metropolitan Water District of Southern California)宣布,输出功率为3MW的自动追踪式光伏发电系统开始了运转。
都市自来水局要为南加州6个县的1900万人每天供应15加仑/人的水。基地位于洛杉矶的该自来水局一年的用电量堪与一个小城市比肩。
该自来水局排放的温室气体,有95%是由净水、配水以及办公运营所用电力排放的。因此,要削减温室气体排放,就必须调整该自来水局的电力消费。光伏发电的导入就是为此而迈出的一大步。
在La Barune地区的“韦茅斯净水厂”,使用10780张太阳能电池板,建成了输出功率3MW的单轴追踪型光伏发电系统(图1)。预计年发电量约达650万kWh,能提供该净水厂约一半的电力。韦茅斯净水厂每天净化处理约5亿2000万加仑的水,是全美最大的净水厂。
图1:在全美最大规模的净水厂建设的百万光伏电站(出处:加利福尼亚州都市自来水局)
采用追踪型系统发电量增加25%
该追踪型系统每台由20张电池板构成。每张电池板的输出功率为315W,因此每台系统的输出功率为6.3kW。合计导入539台,总输出功率约为3MW。据称,电池板的朝向可相应于太阳的位置从东向西变化的追踪式系统,发电量要比普通的固定式高出25%(图2)。
图2:用追踪型光伏系统来增加发电量(出处:加利福尼亚州都市自来水局)
“从全球的异常天气看,气候变化好似正在对我们‘稳定提供安全好喝的水’的使命构成威胁。谁也无法预知长期的干旱、气温上升和积雪减少等事态今后要持续几年还是几十年。因此,导入光伏发电作为应对气候变化问题的措施,就是是必然的了”,都市自来水局总经理Jeffrey KightlingerKightlinger说道。
Kightlinger接着说:“都市自来水局虽然没有直接排放温室气体,但为了削减我们的碳足迹,需要调整能源消费。我们已经在设施内导入了一些水力发电设备,但我们认为还应该充分利用太阳能”。
还将建设新的百万光伏电站
该系统不但可削减温室气体,还为削减自来水局的电费做出巨大贡献。系统总投资额为1050万美元,其中100万美元利用了加利福尼亚州光伏发电普及政策的补助金。
该自来水局已经在温彻斯特地区的“罗伯特·斯金纳净水厂”导入了1MW、在赫米特地区的“钻石谷湖游客中心”导入了0.5MW的光伏发电系统。再加上刚刚投入运转的“韦茅斯净水厂”百万光伏电站,都市自来水局已经向光伏发电投资约2300万美元,目标是在抑制商用电力消费的同时,削减二氧化碳排放量。
韦茅斯净水厂的百万光伏电站运转一周后,都市自来水局在董事会上通过了在Grand Hill地区的“约瑟夫·詹森净水厂”新建百万光伏电站的计划。
“约瑟夫·詹森净水厂”在该自来水局保有的设施中规模最大。每天的最大净水处理量达7亿5千万加仑(约28亿3900万升),是美国密西西比河以西地区的最大净水厂。
使净水厂实现可持续运营
此次的总投资额为676万美元,系统最高输出功率为1MW。与“韦茅斯净水厂”百万光伏电站一样,采用单轴追踪型系统。预计年发电量约达230万kWh,相当于325户普通家庭消费的电力。
“我们需要提供家用和工业用水。因此,应该以可持续方式进行。(都市自来水局的)净水厂的运营进一步利用太阳能,意味着我们向‘构筑可持续发展的环境’前进了一大步”,都市自来水局董事会的董事会长Randy Record说。
Kightlinger补充说,“过去几十年里,我们在供水厂等以16座小型水力发电站和水库扩大了水的能源利用。为了完成我们‘以环境可持续的方式供水’的任务,我们一直在探索新的方法”。
“约瑟夫·詹森净水厂”百万光伏电站的建设选择了在加利福尼亚州河边(Riverside)市设有基地的项目开发商Sol Construction。预定2017月9月动工建设,同年下半年开始运转。