Credit:CC0 Public Domain UC Santa Cruz的研究人员与UC Water和加州大学默塞德分校的Sierra Nevada研究所合作发表了一项新的研究，该研究表明，用太阳能电池板覆盖加州6350公里的公共输水渠道网络可能是一种经济上可行的推进可再生能源和水资源保护的方法。随着气候变化增加了纽约地区干旱的风险，“太阳运河”的概念在世界范围内越来越流行。太阳能电池板可以遮蔽运河，以帮助防止水通过蒸发流失，一些类型的太阳能电池板在运河上也能更好地工作，因为凉爽的环境可以防止它们过热。
印度的试点项目已经证明了几种设计的技术可行性，但没有一种设计得到大规模部署。加州的运河网络是世界上最大的输水系统，该州面临着易干旱的未来和向可再生能源过渡的快速时间表。太阳能运河可以应对这两个挑战，但要在加州实施，首先需要量化潜在的好处。因此，这正是研究人员在《自然可持续性》杂志发表的论文中着手做的事情。
这项新研究的主要作者、加州大学圣克鲁斯分校环境研究博士后研究员布兰迪·麦克奎恩(Brandi McKuin)说:“虽然用太阳能电池板覆盖运河是有意义的，因为可再生能源和节水是双赢的，但细节决定成败。”。"一个关键问题是横跨运河的基础设施是否成本过高。"
横跨运河的太阳能电池板通常由钢桁架或悬索支撑，这两种结构比传统的地面太阳能电池板支撑结构造价更高。但是麦克奎恩领导了一项技术经济分析，显示了太阳能运河的好处如何超过电缆支撑安装的额外成本。事实上，电缆支撑的太阳能运河显示出20-50%的高净现值，表明更大的投资回报。
除了提高太阳能电池板性能和减少蒸发等好处之外，太阳能电池板的遮荫还有助于控制水生杂草的生长，这是一个成本高昂的运河维护问题。在现有运河遗址上安装太阳能电池板也可以避免与土地使用相关的成本。既然这篇新论文已经对这些好处进行了更具体的评估，研究小组的成员希望这能导致未来在加州进行太阳能运河的实地实验。
“这项研究是鼓励投资生产可再生能源的一个非常重要的步骤，同时也节约了水资源，”该论文的合著者罗杰·贝尔斯(Roger Bales)说，他是加州大学默塞德分校的杰出工程教授，内华达山脉研究所的前所长，也是加州大学水资源研究所的主任。
贝尔斯是2016年启动该项目的最初团队的一员，当时总部位于旧金山的社会影响机构公民集团与加州大学太阳能和加州大学水资源分校合作开发了这一概念。从那时起，这项研究发展成为加州大学默塞德分校和加州大学圣克鲁斯分校之间的合作。
第一作者布兰迪·麦克奎恩在完成她在默塞德的博士学位时就开始了这个项目的工作，然后在资深作者和UCSC教授埃利奥特·坎贝尔、斯蒂芬·格里斯曼水资源和食品系统主席以及默塞德移植研究员的帮助下继续工作。加州大学默塞德分校教授约书亚·维尔斯和r·esearcher Tapan Pathak为该项目提供了建议，研究生安德鲁·祖克赫和珍妮·塔为分析做出了贡献。
Zumkehr领导了一项复杂的水文分析，利用来自卫星、气候模型和自动气象站的数据来模拟和比较全州运河地区的蒸发率，有无太阳能电池板的遮挡。麦克奎恩随后在她的评估中使用了这些信息来计算减少蒸发的经济效益。
最终，使太阳能运河在财务上可行的是许多综合效益的成本节约，而不是仅仅减少蒸发的效益。但是该研究也指出，部署太阳能运河的好处可能会超出直接的财务影响。例如，加州中央谷的太阳能运河产生的每兆瓦太阳能都有可能取代15-20个柴油动力灌溉pu mps，有助于减少该地区空气质量最差的地区的污染。
资深作者埃利奥特·坎贝尔说，该论文确定的广泛益处本身就是一个值得发扬的重要教训。他认为这些发现不仅是对太阳能运河的评估，也清楚地说明了空气质量、能源和水资源保护等紧迫的全球问题之间的相互联系。
坎贝尔说:“当你把水和能量结合在一起时，我们在这里看到的实际上是一些令人惊讶的好处。“有时，它会让我们更顺利地过渡到更好的节能节水方式。”
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