巨大的太阳能电池板阵列漂浮在赤道附近平静的海面上，它们可以为东南亚和西非一些人口稠密的国家提供无限的太阳能。
我们的新研究表明，仅印度尼西亚的近海太阳能每年就能产生约35000太瓦时（TWh）的太阳能，这与目前的全球发电量（每年30000太瓦时）相近。
虽然世界上大部分海洋都会经历风暴，但赤道上的一些海域却相对风平浪静。因此，海上漂浮式太阳能电池板足以通过成本相对较低的工程架构进行保护。印度尼西亚群岛和尼日利亚附近的西非赤道地区安装漂浮式太阳能电池阵列的潜力最大。
太阳能将在本世纪中叶成为主流
根据当前的趋势，预计到2050年，全球经济将在很大程度上实现脱碳和电动化，这是在大量利用太阳能和风能的支持下实现的。在零碳经济中，100万富裕人口的能源需求可以通过约70平方公里的太阳能电池板满足。可以将太阳能电池板安装在屋顶、干旱地区、农业区或水体上。
然而，像尼日利亚和印度尼西亚这样人口密度较高的国家，其太阳能收集的空间受限。这些国家位于“低气压带”纬度范围内的热带地区，因此那里的风力资源缺乏。幸运的是，这些国家及其邻国可以利用漂浮在平静赤道海面上的太阳能电池板，获取无尽的太阳能。内陆湖和水库也可用漂浮式太阳能电池板进行布置，内陆漂浮式太阳能发电具有巨大潜力，目前正呈快速发展之势。
我们最近发表的一项研究调查了全球海洋，在过去40年中发现了一些遭受少量风浪的地区。于是我们提出了一种安装漂浮太阳能电池板的新方法，这些地区不需要昂贵而复杂的防御设施。
每年在海浪不超过6米、风速不超过每秒15米的地区，可以生产多达100万太瓦时的电力。这相当于满足全球经济100亿人口完全脱碳的年能源需求的差不多5倍。
大部分可以安装漂浮式太阳能电池板的地方都位于赤道附近，特别是印度尼西亚及其周边地区和西非赤道地区。这些地区人口增长迅速且环境价值重大。而海洋漂浮式太阳能电池板有助于解决土地利用冲突问题。
印度尼西亚太阳能潜力巨大
印尼人口密集，特别是爪哇、巴厘、苏门答腊岛。预计到本世纪中叶，印尼人口可能会超过3.15亿。好消息是，印尼有巨大的太阳能和抽水蓄能潜力，能够在短时间内实现太阳能储存。在实现经济全面脱碳之后，印尼需要约2.5万平方公里的太阳能电池板来支撑其富足发展。
印尼可以将大量的漂浮式太阳能电池板部署在平静的内海上，其海域面积约为14万平方公里。过去40年来，该海域的海浪高度未曾超过4米，风速也未曾超过每秒10米。印度尼西亚的海域占地640万平方公里，若印尼将来全面采用海上漂浮式太阳能电池板满足能源需求，则海域面积将超出所需面积200倍。
海上漂浮式太阳能的未来
目前，全球绝大部分海域的波浪高度超过10米，风速超过每秒20米。因此，有几家企业正在努力开发工程防御系统，以确保漂浮式电池板能够在风暴中存活。与此相反的是，赤道附近的海洋环境温和，不需要如此牢固和昂贵的防御设施。
根据我们的研究，我们发现在赤道5-12度纬度范围内，印尼群岛及其周边地区以及几内亚湾附近的尼日利亚是最适宜安装太阳能发电场的地区。这些地区的风力发电潜力较低，但人口密度高且人口和能源消耗快速增长。因此，我们认为在这些地区开发太阳能发电场应避免对完整的生态系统造成破坏。此外，由于赤道地区很少遭受热带风暴的影响，这也增加了该地区建设太阳能发电场的可行性。
目前，海上漂浮式太阳能产业仍处于起步阶段。与陆地上的太阳能电池板相比，海上的太阳能电池板确实存在一些缺点，比如受盐腐蚀和海洋生物污损的困扰等。并且，为了将太阳能电池板牢固地安装在海床上，必须选择浅海区域。此外，为减少对海洋环境和渔业的破坏，也必须要非常谨慎。而且，全球变暖的趋势也可能会改变海上的风浪情况。
尽管面临这些挑战，但我们坚信，对于位于平静赤道海域的国家而言，海洋浮动式太阳能电池板将成为其能源结构中不可或缺的要素。到本世纪中叶，约十亿居民将主要依赖太阳能，这将成为有史以来最快速的能源转型。
本文作者
Andrew Blakers
澳大利亚国立大学工程学教授
David Firnando Silalahi
澳大利亚国立大学工程学院博士候选人
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