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天满大池

日本兵库县稻美町有一座名叫天满大池的农业用人工蓄水池。旁边是河原山子池，它是天满大池的调节池。河原山池水上太阳能发电站是建在该池塘水面上的一个超大型太阳能发电站，其太阳能电池板输出功率约为1.428兆瓦，互联输出功率为1.25兆瓦。该电站自2015年12月投入使用。由于大规模的堤防建设，6年后的今天，河原山塘的水已经被抽干（图1）。


这是一项耗时4年的大规模工程，在不需要向农田供水的冬季，施工人员抽干水对池塘进行堤体施工。到了春天，再次蓄水，恢复作为天满大池调节池的功能。这一过程将重复四年。

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天满大池水上发电设施

负责天满大池水上发电设施的公司是兵库县加古川市的二川工业制作所，该公司生产建筑机械、工业机器人和机械零件，主要客户包括美国卡特彼勒等公司。该公司的太阳能发电业务始于九州，之后在当地兵库县范围内开始应用于蓄水池水面。该公司在兵库启动的第一个水上项目，就是河原山池水上巨型太阳能发电站。

河原山池水上巨型太阳能发电工程由兵库县姬路市美树工业负责EPC服务。用于在水面上漂浮太阳能电池板和接线盒的浮筒由法国Ciel Terre国际公司制造，太阳能电池板由夏普专门为其在水上使用而定制，而电源调节器（PCS）由东芝三菱电机工业系统公司（TMEIC）制造。

河原山池水上巨型太阳能发电站从一开始，就以可抽水为设计目标。如下图所示，通过连接浮标形成的矩形太阳能电池板“岛屿”在逐渐移动的同时保持漂浮的状态（图2）。


考虑到引进成本和施工效率，这并不是一个理想的安排。逐步转移的目的是将太阳能电池板移动到发电效率更高的南方，同时不妨碍池塘的管理。因为河原山池塘的池底比较平坦(图3)，即使浮筒落入池底，也几乎看不到大的起伏，因此随着着床浮筒的连接处脱落或太阳光板之间连接的电线脱落的风险相对来说比较小。


到目前为止，还没有出现由着陆引起的异常情况。这可以归功于浮筒相对坚固的设计。该公司希望在浮筒重新浮起后再次检查是否有电线断开的情况，因为工作人员认为这种情况很可能在浮筒重新浮起时发生。根据池底状态的不同，施工人员有时会提前对其进行施工以使其达到所需的状态。例如抽水、烧掉水草的根部等等。浮筒着陆使得检查太阳能电池板的状态和电源线更加简单方便。它大大提高了用热像仪检查面板和检查每串直流电路的效率。

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二川工业制作所的其他太阳能发电项目

目前，二川工业制作所开发和运营的太阳能发电站共有40个，总输出功率约为44.8兆瓦（图4）。其中大多数位于兵库县的水库表面，共有15个站点，总输出功率约为26兆瓦。由兵库县的太阳能发电站生产的可再生能源的购买价格大部分为每千瓦时32日元（不含税，下同。10日元约合人民币0.56元人民币）。 除此以外，也有每千瓦时27日元、24日元和18日元的低价项目。


此外，该公司在九州还有10个地面太阳能发电站，总输出功率约为11.5兆瓦。该公司还经营着两个风力发电站，分别位于岛根县隐岐郡（1.2兆瓦）和鹿儿岛县肝属郡（20千瓦）。

据调查表明,兵库县内的水上太阳能发电所的发电量均在强劲增长。相对而言，兵库县的水上太阳能发电站比九州的地面太阳能发电站的发电效率更高。在播磨地区,太阳辐射条件更适合于太阳能发电，大多时候也没有云层覆盖。因此, 在炎热的夏季，池塘表面的太阳能电池板可以通过水面冷却降温，缓解太阳能电池板在高温时的发电效率下降的问题。

结语

此类漂浮式的太阳能发电，相比于传统的太阳能发电，只要有足够面积的水域，就能够放置漂浮式发电系统，解决了光伏发电对大量用地面积的需求问题。除此之外，漂浮式的太阳能发电也可以减少水分的蒸发、抑制水中微生物的繁殖，对于净化水体也有奇效。在资源紧缺、环境污染严重的今天，探索更节能更高效更环保的能源已经成为大家的共识，太阳能这一发电方式更是备受瞩目。

中国更是积极利用漂浮式的太阳能发电这一新方式。2021年5月12日，德州丁庄水库光伏电站正式并网发电，这是全球单体最大水上漂浮式光伏电站。一年至少能够产生2.2亿度的清洁能源，可减少20万吨二氧化碳的排放量。在煤炭经济日趋落伍的今天，此类漂浮式光伏电站的出现让人耳目一新。 

原标题：由蓄水池提供可再生能源电力的日本工厂