在全球碳中和浪潮下，水處理行業作為高能耗領域，其碳減排任務愈發緊迫。水處理過程中，水泵、曝氣、消毒等核心設備的運轉依賴大量電力，而外購電力所產生的范圍二排放，成為水廠碳足跡的主要來源。實現“零碳水廠” 不僅是響應國家碳中和承諾的社會責任體現，更是水廠控制運營成本、實現可持續發展的內在需求。

分布式光伏電站，作為一種在用戶側就近建設、就近消納的清潔能源利用形式，為水廠的零碳轉型提供了全新思路。它能充分利用水廠的屋頂、空地、水池等閑置空間，通過“自發自用” 模式降低對外購電力的依賴，從源頭減少碳排放。本文將系統闡述分布式光伏如何成為水廠實現 “零碳水廠” 的關鍵抓手，為行業實踐提供參考。

分布式光伏對水廠降碳的直接作用，首先體現在對化石能源電力的替代上。水廠的生產運營涉及水泵抽水、曝氣供氧、機械攪拌、紫外線消毒等多個高能耗環節，同時辦公樓照明、辦公設備運轉也需要持續電力支持。這些電力若來自以火電為主的電網，會產生大量碳排放。而分布式光伏所發電力可直接供給這些設備，減少從電網購買的高碳電力，從而顯著降低范圍二排放。“自發自用” 模式能最大化廠區內部對清潔電力的消納，讓水廠優先使用光伏發電，進一步降低對傳統電網的依賴度，從能源消費端切斷碳排放鏈條。

在空間利用方面，分布式光伏展現出極強的適應性，能讓水廠的閑置資源“變廢為寶”。屋頂是最常見的利用場景，辦公樓、泵房、倉庫、車間等建筑的屋頂均可安裝光伏板，無需額外占用土地，在不影響建筑原有功能的前提下實現發電。廠區內未利用的空地、綠化帶上方（通過抬高支架安裝）、邊坡等區域，則適合建設地面光伏，充分挖掘每一寸閑置土地的價值。

圖說：采用隆基光伏組件的義烏市第二自來水有限公司光伏電站

在沉淀池、氧化塘、清水池、蓄水池等水面上也可以通過“柔性支架”形式鋪設光伏板，既能利用大面積水域發電，又能帶來多重附加效益。光伏板遮擋陽光，可抑制藻類生長，降低水體富營養化風險，間接減少除藻所需的能耗；同時，還能減少水體蒸發，這在水資源緊張地區尤為重要。水面光伏實現了“一水兩用”，讓水廠的水域空間在保障水處理功能的同時，成為清潔能源的生產基地。

光伏組件是整座電站的核心，選好光伏組件是建設電站成功的保證。什么樣的組件才是最適合水務場景的光伏電站組件呢？經過一系列的實證得知——水務場景的組件要具備“雙面發電、防風防撕”的屬性。

目前，隆基綠能已研發出針對水務場景的專用光伏組件。該組件集成HPBC 2.0電池技術、泰睿硅片、0BB工藝及先進組件技術，在發電性能與安全性能上實現行業“雙領先”。

水廠光伏場景具有特殊性：組件架設于高空環境，周邊無遮擋且風阻低，易引發組件隨風擺動及高頻振動問題。常規組件采用單一連接孔設計，抗載荷能力僅3000Pa，且因連接孔與連接件受力點集中，系統應力過大易導致斷裂。若將常規組件應用于水廠，不僅后期運維成本增加，若遇極端天氣或突發情況，甚至可能引發“電站損毀、人員傷亡”的安全事故。

隆基水務專用組件通過雙開孔邊框設計分散組件受力，單孔受力降低50%以上，顯著減少隱裂風險。同時，組件采用加厚結構設計降低邊框撕裂風險，并搭配高強度、可定制的防撕裂連接件，實現簡約化架構，減少額外施工難度。此外，其工藝設計與柔性支架系統高度適配，不僅適用于水池上方，還可滿足復雜地形、不規則場地及高靈活性安裝需求，為水廠等復雜場景提供最優解決方案。

圖說：采用隆基光伏組件的上海華電嘉定新城污水處理廠

經剛性測壓模型實驗與氣彈風洞測試驗證，隆基水務組件完全滿足抗風設計要求。其雙孔雙索柔性支架抗風荷載達3600Pa以上，較常規支架提升20%；在風洞測試中，組件可抵御瞬時45-50m/s（相當于14級強風）的極端風力，應用于水廠場景時安全性和可靠性更優，堪稱水廠光伏電站組件的“不二之選”。

分布式光伏還能通過降低能源成本，增強水廠“零碳” 轉型的經濟可持續性。當前光伏發電成本持續下降，已顯著低于未來預期的電網電價，水廠安裝光伏后可鎖定長期低電價，大幅降低長期運營成本。“自發自用” 部分直接節省電費，“余電上網” 部分（取決于當地政策）還能產生一定收益。能源價格的波動對水廠成本影響巨大，而光伏提供的穩定電力來源，能有效對沖電價上漲風險。這些節省的成本可反哺其他減碳措施或用于提升運營效率，提高了 “零碳” 目標的經濟可行性。

此外，分布式光伏還能為廠區電動化設備提供清潔動力。為廠區內的巡檢車、運輸車等電動車輛，以及其他電動設備提供充電電源，可推動廠區交通和設備的電氣化與零碳化，從更多維度助力“零碳” 目標實現。當水廠自身消納后仍有富余光伏電力上網時，這部分電力被認定為綠色電力，水廠可通過出售綠證或參與綠電交易，為整個社會減排做出貢獻，并可能獲得額外收益。

綜上所述，分布式光伏通過直接替代化石能源電力、利用閑置空間、降低能源成本等路徑，成為水廠實現“零碳水廠” 的關鍵抓手。與儲能系統、能源管理系統等協同配合后，其助力 “零碳” 的效果更加顯著。

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排版：《凈水技術》編輯 李濱妤

審核： 《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼

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