超大型太阳能电站：德国大型地面光伏系统蓬勃发展：发展现状、趋势与展望 – 图片来源：Xpert.Digital
地面光伏发电的未来：到2040年的扩张目标
德国光伏产业如何蓬勃发展：事实与预测
德国的太阳能产业目前正经历着前所未有的扩张，尤其是在地面光伏系统领域。太阳能电站规模和数量的不断增长清晰地表明了能源供应的转型。到2024年底，德国已安装约99吉瓦的光伏发电容量，其中约三分之一为地面光伏系统。到2024/2025年之交，德国所有已安装的太阳能电站总装机容量首次突破100吉瓦。2024年，约有100万套新的光伏系统投入使用，总装机容量约为16-17吉瓦，比上年增长约10%。从2025年起，每年将新增9.9吉瓦的地面光伏系统，以实现德国能源效率和增长战略（EEG）设定的到2040年地面光伏发电装机容量达到200吉瓦的目标。
适合：
超大型太阳能发电园区的发展趋势
德国目前的大型项目
近年来，德国建成了多个令人瞩目的大型项目。位于勃兰登堡州的韦索-维尔默斯多夫太阳能发电园区，装机容量达187兆瓦，占地164公顷，长期以来被认为是德国最大的太阳能发电厂。该园区拥有超过46.5万块太阳能组件，可为多达5万户家庭提供清洁电力，并每年减少12.9万吨二氧化碳排放。值得一提的是，该太阳能发电园区的建设并未获得《可再生能源法》（EEG）的补贴，这凸显了现代太阳能发电园区的经济可行性。
随着能源转型进程的推进，新的破纪录项目层出不穷。在莱比锡以南约30公里处，德国迄今为止最大的光伏电站举行了奠基仪式。这座总装机容量达650兆瓦的太阳能园区，占地约500公顷，位于原“维茨尼茨二号”露天褐煤矿区，此外还占用了150公顷的补偿用地。该项目预计将安装110万块太阳能组件，建成后不仅将成为德国最大的光伏电站，而且有望成为全欧洲最大的光伏电站。
区域发展
桑德混合能源园区是下萨克森州最大的地面光伏电站，近期正式启用。该园区一期装机容量约83兆瓦，占地约95公顷，年均发电量约8万兆瓦时，理论上可为超过2.66万户家庭提供零碳排放能源。该园区与现有风电场相连，构成了一个结合了两种可再生能源优势的混合能源系统。
其他重要项目包括位于菲尔林登市的格尔斯多夫太阳能发电园，该发电园装机容量为87.6兆瓦，占地约91公顷，建成后将为约35000户家庭供电。在哥廷根附近，一座建于原垃圾填埋场上的新太阳能发电园已并入电网；该发电园占地面积相当于40个足球场，每年将生产3150万千瓦时的电力，足以满足约9000户家庭的用电需求。
农光伏：土地的创新双重用途
概念和实施
农业光伏系统是一项极具创新性的发展，它将土地的农业利用与太阳能发电相结合。在梅克伦堡湖区附近的图茨帕茨，欧洲最大的农业光伏系统之一正在建设中，装机容量约为80兆瓦，占地93公顷（相当于130个足球场）。该项目分为三个部分：一部分用于家禽养殖，采用移动式鸡舍；其余两部分用于种植农作物。
该系统的一大特色是将模块安装在跟踪器上，这些跟踪器在收割和耕作期间几乎可以垂直定位，从而为农业机械腾出空间。该系统能够高效地实现土地的双重利用，并有助于最大限度地减少能源生产和农业之间潜在的冲突。
在布茨豪森，一座大型农业太阳能园区正在建设中，农场主亨宁·克鲁斯完全依靠自身资金，通过银行贷款获得了1000万欧元的资金支持。这类项目表明，个体农户也能在能源转型中发挥重要作用。
潜力和挑战
根据厄科研究所的研究，仅在路边、停车场上方以及工业和商业区就可以安装 287 吉瓦的太阳能，这远远超过了厄科研究所设定的到 2040 年安装 200 吉瓦地面光伏系统的目标。这样一来，产量较低的农田只需在非常有限的范围内使用。
此外，如果充分利用与泥炭地、水体或其他优质农田协同作用的技术潜力，将有近5000吉瓦的装机容量可供利用。农业光伏系统，尤其是在葡萄或果树等多年生作物上种植时，可以同时提供可靠的防冰雹和防晒保护，从而无需昂贵且维护成本高的防护装置。
适合：
现代太阳能发电园区的技术创新
集成技术
现代太阳能发电园区正越来越多地配备配套技术，以提高效率和并网能力。例如，格尔斯多夫太阳能发电园区正在配备总容量约为13.4兆瓦时的电池储能系统，以实现更灵活的并网。位于图茨帕茨的农业光伏园区也在集成电池储能系统，该系统有助于更灵活地根据需求将太阳能电力输送到电网，例如，即使在夜间也能使用太阳能电力。
储能技术的整合是解决可再生能源面临的一大难题——并网发电波动——的关键一步。通过将光伏发电与储能技术相结合，可以提高供电安全性并降低电网负荷。
生态设计
在许多新建太阳能园区项目中，生态设计与能源生产同等重要。例如，位于下萨克森州德登多夫的规划中的社区太阳能园区，就被设计成一个“生物多样性太阳能园区”。该园区的组件行间距经过精心规划，以确保更多光线能够照射到地面，促进植物生长。园区内将播撒本地混合种子，并放牧绵羊。
在格尔斯多夫太阳能发电园区，正在实施一系列环保措施，以抵消建设带来的影响，并确保保护当地动物物种的现有栖息地。这些措施有助于促进该地区的生物多样性，并改善当地的生态环境。
经济和社会方面
融资模式和公民参与
近年来，太阳能园区的融资方式日趋多元化。一些大型项目由EnBW或Vattenfall等能源供应商主导，而另一些项目则依赖于创新的参与模式。例如，计划在德登多夫建设的太阳能园区就由一家绿色能源供应商和一家市民能源合作社联合开发，并允许当地居民参与其中。这种模式有助于提高当地居民的接受度，并促进能源转型过程中的民主参与。
另一种融资模式是签订长期购电协议（PPA），例如与萨尔茨吉特扁平钢有限公司就桑德混合能源园区签订的协议。这些协议为电厂运营商和购电方都提供了规划保障，使项目无需依赖政府补贴。
区域价值创造和市政财政
太阳能发电园区能够为区域经济发展做出重大贡献。以格尔斯多夫太阳能发电园区为例，该光伏系统除了提供电力外，还将在未来几十年为市政当局带来可观的收入。维尔林登市市长康斯坦丁·舒茨解释说：“这座配备储能电池的太阳能发电园区不仅有助于保障我们的能源供应，还能增强我们市政当局的财政实力，并在未来几十年为我们创造宝贵的发展机遇。”
这些财政收益对市政当局来说是当地接受太阳能园区的重要因素，并且有助于加强结构薄弱的农村地区。
下一代太阳能园区：潜力和整合
区域潜力和扩张可能性
在德国，可用于扩建地面光伏系统的土地面积远超目前估计的完全可再生能源电力系统所需面积。这为太阳能的进一步发展提供了巨大潜力。利用已封闭或曾被污染的土地尤其具有前景，例如哥廷根附近的太阳能园区，它就建在一处废弃的垃圾填埋场上。
像“维茨尼茨”项目这样的旧露天矿区改造也蕴藏着巨大的潜力。该项目中，光伏电站的建设不仅使这片此前未充分利用的区域焕发了生机，还为该地区的旅游业开辟了新的自行车和骑行路线。
融入能源系统
太阳能发电园区规模的不断扩大及其技术的进步，特别是电池储能技术的集成，正在提升并网的可能性。一些项目，例如桑德混合能源园区，已经计划利用太阳能发电生产绿色氢气。同样，维茨尼茨项目也正利用其现有的电网基础设施，考虑将可再生能源发电厂与电解槽相结合，用于生产绿色氢气。
将电力生产与其他能源部门（如供热、交通或工业）联系起来的部门耦合，将在未来发挥更加重要的作用，以提高能源系统的效率和灵活性。
未来太阳能园区：能源、农业和自然保护之间的协同效应
德国太阳能园区的快速扩张表明光伏发电在能源转型中的重要性日益凸显。尤其值得注意的是，规模越来越大的项目不断涌现，这些项目不仅树立了新的行业标准，而且在经济上也切实可行。诸如农业光伏和生物多样性太阳能园区等创新理念，有效解决了潜在的土地利用冲突，并在能源生产、农业和自然保护之间创造了新的协同效应。
电池储能技术的日益普及和新型融资模式的开发，体现了太阳能行业的科技和经济进步。自2025年起，德国计划每年新增9.9吉瓦地面光伏装机容量，这将进一步提升太阳能在德国能源系统中的重要性。这些扩张目标的成功实现，关键在于解决潜在的土地利用冲突，并通过参与式模式和区域经济效益来获得当地民众的认可。
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