在摩洛哥58座水库上部署漂浮光伏系统的技术经济可行性分析：能源潜力、经济可行性与水分蒸发

为什么在水面上安装太阳能电池板很重要

随着各国争相减少碳排放，它们面临一个现实问题：把所有新增的太阳能电池板放在哪里。在像摩洛哥这样阳光充足但土地和水资源承压的国家，答案可能就在水库表面。本研究探讨了在摩洛哥58个水库上布局漂浮太阳能农场，如何在提供大量清洁电力的同时，减少宝贵水资源向空气中的蒸发损失。

阳光、干渴的水库与增长的能源需求

摩洛哥制定了一个雄心勃勃的目标：到2030年，超过一半的电力来自可再生能源。该国年均约有3000小时日照且太阳辐射强，使太阳能发电尤为有吸引力。与此同时，摩洛哥高度依赖水坝来储存饮用水、灌溉和工业用水。然而，在变暖和更干燥的气候下，这些水库会发生大量蒸发损失。作者将漂浮太阳能（Floating Photovoltaic，FPV）确定为同时应对这两大挑战的方法——将水库表面变为能源生产者并提供遮荫。

漂浮太阳能农场如何工作

在FPV装置中，标准太阳能电池板安装在浮动平台上漂浮于水库表面，逆变器和变压器则安全地放置在陆地，通过水下电缆连接。水体为电池板散热，使其效率较陆地系统略有提升，而电池板反过来为水面遮荫，帮助减少蒸发。研究评估了两种国际上已应用的主流平台设计，发现两者都可适配摩洛哥水库，但其中一种在单位发电成本上具有明显优势。

测量水损失与太阳能收益

为评估FPV在国家尺度上的潜力，研究人员首先需要量化摩洛哥水库的面积和行为。由于官方水面数据不完整，他们使用卫星影像与基于颜色的图像分析来估算58个水坝的水面，发现总面积约为433平方公里。然后，他们采用一个常用的蒸发模型，结合日照和温度数据，估算这些水库每年蒸发约9.09亿立方米水——近十亿吨。同时，他们计算了若在这些水面上安装太阳能电池板可收集的太阳能量，测试了不同倾角并确认11–31度范围内的表现较好；最终选择了11度的适中倾角作为实用且稳定的折衷方案。

能发多少电、成本如何？

团队提出了一个引人注目的问题：如果覆盖每个水坝的一部分漂浮太阳能板，产生的电力能否满足摩洛哥当前的需求？模型显示，覆盖约40%的总水库水面足以产生大致相当于全国全年用电量的电能。即使在选定水库上仅使用1%的水面，也能为国家电网提供有意义的电力供给。像阿尔瓦赫达（Al Wahda）和阿尔马西拉（Al Massira）这样的大型水库在此方案中尤为突出。从财务角度看，作者估算在设备价格合理且水冷带来适度效率提升的假设下，此类项目在不到十年的时间内可能收回成本。不过他们也提醒，实际运行与维护成本文献记录不足，因此盈利预测仍有不确定性。

在能源、水和未来风险之间寻找平衡

除了基础数据外，研究还审视了设计选择与风险。倾角不仅关乎捕获阳光：更平的面板能为更多水面遮荫，从而进一步减少蒸发；而更陡的面板可能略微提高能量产出但会让更多水面暴露。作者认为约11度在发电量、漂浮结构稳定性和节水之间提供了良好平衡。他们还指出若干关键信息的缺失，例如详细的水坝深度和干旱行为，这些信息对设计安全的锚固系统以及了解极端干旱期间平台表现至关重要。研究认为，将漂浮太阳能与抽水蓄能、绿色氢能等储能方案及智能电网管理相结合，是将间歇性日照转化为可靠电力的关键。

这对摩洛哥的未来意味着什么

简而言之，这项研究表明，在摩洛哥水库表面覆盖一部分漂浮太阳能电池板，可能在很大程度上——甚至有潜力完全——满足该国的电力需求，同时保护稀缺水资源免于蒸发。该方法利用现有基础设施，避免与农田竞争，并利用水体自然冷却使光伏板效率略有提升。尽管长期成本、维护以及极端干旱条件下的行为仍有待进一步研究，本文为漂浮太阳能有望成为摩洛哥更清洁、更节水的能源未来的核心支柱提供了有力论证。

引用: Mouhaya, A., El Hammoumi, A., El Ghzizal, A. et al. Techno-economic feasibility analysis of floating photovoltaic systems on 58 Moroccan dams: energy potential, economic viability, and water evaporation. npj Clean Energy 2, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44406-026-00025-9

关键词: 漂浮太阳能, 可再生能源, 水资源保护, 摩洛哥水坝, 太阳能规划