太阳能光伏发电与水资源综合利用解决方案

　　固定支架安装的光伏板作为接水器，具有面积广，水量大，水质好等特点。应该作为光伏发展的一项基本规划实施。

　　一、问题提出

　　太阳能发电厂，利用光照来转化为电能，设置在干旱少雨、日照充沛地区。这些地区也因为缺水，导致长期干旱、沙漠化、戈壁化、沙尘暴、大风等剧烈天气十分严重。人烟稀少，同时在这些地方也存在一些矿藏，如煤炭石油、稀土、金属矿产企业，也需要大量的工业用水。

　　太阳能发电厂由于光伏板的覆盖，导致覆盖区域植被破坏，生长缓慢甚至枯死。这也是光伏发电对于环境一种破坏效应。

　　太阳能发电厂也需要清洁的水来清洗光伏板，人工洗一兆瓦需要1-2吨。机器洗需要5-6吨。这样太阳能发电厂的水资源综合利用就摆在人们面前。

　　二、水资源利用方案

　　2.1优势之一：斜面接水

　　太阳能发电厂的优势，在于光伏板是倾斜面的，当天空下雨、下雪时，雨(雪)水顺着坡面将流到地面。这是利用气象雨(雪)水的一种得天独厚的条件。

　　只需在斜面下方做一个PVC接水槽，将雨水引入水窖中，再将水窖连起来输送到净水中心即可。

　　2.2 优势之二：水量大

　　我国地域广阔，气候多样，干旱少雨地区，如新疆年均降水量不足100mm，内蒙陕西北部则有300-400mm。而在冬季，则西北、东北等地区降雪量大。

　　一个20MW的光伏电站，光伏板面积在12万平米(260瓦，1650*990)，仅此面积如果全部接入水窖内，按榆林地区年均降水量400mm计算(不算降雪量)，可收集大约5万立方米(吨)水。而清洗20MW电站板子，全年用水量仅需3600吨(机器洗，如人工洗则需要1440，一个月清洗3次，一年36次)

　　如100MW光伏电站，则可收集25万吨水。总量是可观的。如全部净化为饮用水，每家每月10吨水，可供1600户家庭使用1年(除去自身清洗用水外)。

　　如果一个地区级的1000MW的光伏发电开发区，可收集250万吨水，可供16000户家庭使用1年。

　　2.2 优势之三：雨水清洁

　　因为经光伏板斜面接的雨水，除了附着在光伏板面上的尘土以外，基本上没有什么脏污物。而不像落地后的雨水，流经地表后形成的大量脏水，也非地下水，含有大量泥沙杂质。只需要进行多级净化处理即可使用。可开发利用的价值很大。

　　2.3 优势四：利用用途多

　　使用方案一是 处理为工业、环保卫生用中水，可用来浇花、清洗道路、洗车、工业化学水、电厂供热、发电、污水处理厂净化污水使用。可和当地附近缺水的政府、企业联系销售。

　　使用方案二是 处理为一般饮用水，供给当地水厂二次处理后输送到当地供水管网。

　　使用方案三是 处理为洁净水，供给瓶装水厂商二次处理或直接灌装。

　　使用方案四是 处理为无根水，添加硒等微量元素，以无根硒水(中医上讲不落地的雨水)可用来做药引、煎茶等，在中国百姓当中，无根水具有很高药用饮用价值。走高端市场直接灌装。

　　使用方案五是 不需处理就近供给当地农业进行灌溉。

　　使用方案六是 寻找就近合适的水库、高山峡谷进行排放，修建抽水蓄能电站。

　　使用方案七是 就近修缮干涸湖泊，恢复断流的河流，开发湖泊资源，改善生态环境，形成观光旅游、渔业、种植林木浇灌，逐渐规划以光伏电站为核心的沙漠或戈壁城镇。最后开发地产。这是和当地城镇化开发结合起来。

　　2.4 优势五：自身电站清洁

　　将光伏板上方设置喷洒水管，抽吸水窖中的水，加压后进行大力喷洒清洗光伏板，这样既可节水，也可节省大量人力进行清洗作业，只要清洗频率多，避免形成难以清除的厚灰结垢层。20MW为例，每年节省清洗费20万元-50万元。25年可节省500-1250万元。

　　由于加强了清洗灰尘工作，光伏板清洁度很高，发电量得到了保障。

　　三、投资分析

　　3.1 根据水资源利用的不同方案，确定总平面和投资

　　如不需要处理直接排放类，主要投资是输水管道、以及前端收集系统。

　　如需要净化处理，主要是修建净水中心及输水管道、前段收集系统。

　　如成立瓶装水厂、无根水生产水厂，则需要三级净化中心，灌装车间、质检中心以及运转仓库等系统。

　　如有条件在山区建设抽水蓄能电站，则前端收集系统可作为下游放水“水库”。只需修建上游水库、输水管道即可。

　　如仅需要自身清洗和喷淋，其余用水做周边灌溉等。就不用建设车间等净水设施。

　　3.2 水资源利用设备材料如下：

　　3.2.1 如建设一个年产5万吨纯净水、无根水的水厂需要以下

　　前端收集系统：

　　1、 接水槽 2、喷洒管 3、水窖 4、输水管 5、加压泵 6、控制箱 7、过滤网

　　输水管道系统 净水中心系统(净水设备)灌装车间(灌装设备)质监站(水质监测设备) 仓储中心，综合办公楼等。需建设占地面积5000平米。

　　建设一个5万吨纯净水、无根水水厂，可年产2亿瓶瓶装水(250ml一瓶)。按每瓶2元销售价计算，可获纯利30%，即0.6元。年获利1.2亿元。投资水厂费用预估在5000万元。其中投资前端收集系统需要1000万元，输水管道系统300万元，净水设备3200万元。各类车间土建费用500万。

　　无根水项目目前还没有公司在做。以其药用价值，高端销售，预计年产值在数亿元。

　　3.2.2如建设一个3.6MW的抽水蓄能电站需要以下投资

　　前端收集系统：

　　1、 接水槽 2、喷洒管 3、水窖 4、输水管 5、加压泵 6、控制箱 7、过滤网

　　输水管道系统(输水管，输水泵站) 、蓄能电站( 高30米，宽40米，长50米 可存水5万立方米); 因为每年可收集5万立方米水，水库库容应该按25年考虑，即125万立方。可建设抽水蓄能机组容量90MW。

　　抽水蓄能电站国家鼓励投资，其效益比光伏电站好，因为国家目前投入大量新能源，缺乏调剂能力，原有蓄能电站老化容量不足，特别是在北方缺水地区，抽水蓄能电站采用协议阶梯电价，调峰一小时3-5元，连续调峰10小时以上是0.8元。经济收入可观。

　　3.2.3 建设自身清洗光伏板用的雨水收集和喷淋系统需要以下投资

　　前端收集系统：

　　1、 接水槽 2、喷洒管 3、水窖 4、输水管 5、加压泵 6、控制箱 7、过滤网

　　以上可增加投资每瓦0.1元左右。

　　四、建议措施

　　1、建议开展我国光伏电站水资源调查工作。对目前拥有的光伏板面积和水资源利用方案进行调研。

　　2、调研报告提供明确的使用方案，投资技术分析。

　　3、在目前电站中 选择1-10MW区域，收集水量，进行经济技术对比试验。

　　4、改进电站清洗模式，引入收集雨水自动清洗方案。在设计中提前加入。

　　5、建议在合理地区建设抽水蓄能电站。在蓄能电站5KM范围内，修建光伏厂区。

　　6、结合当地水务局对水资源配置要求，向水资源当地需求量较大的供水用户供水。

　　来源：节能环保网