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热天气会降低太阳能发电效率 抗暖不能靠它

光伏电池组件  来源:中时电子报    2019/8/27 9:06:35  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:为了对抗全球暖化,太阳能这样的低碳能源一直是最得到各界支持的,许多人期待,由太阳能电池产生的100%的清洁电力,是满足我们不断增长的电力需求的理想解决方案,然而现实情况没有那么美好,逐渐高温的气候,会损害太阳能发电效率,换言之,仰仗太阳能来对抗暖化,恐怕不可靠。

富比士网站(Forbes)报导,麻省理工学院(MIT)的一项新研究揭示,太阳能电池与半导体电子元件有类似的特性:对温度非常敏感。我们知道,电脑需要散热,温度上升会导致电子元件的效率下降,这种缺点在太阳能电池上一样具备。

当太阳光将能量传递给光敏材料中的电子时,就产生电流,但是相应的代价是,在在结构中会产生带正电的「电洞」,它与电子的方向相反,而且会与电子结合产生热,回復到无电状态。因此光感电池如果要有效发电,必须赶在电子与电洞对消之前,将电子流传递出去。而温度越高,电子与电洞重组的速率会越高,这是不好的。

根据 麻州理工学院光电研究实验室的伊恩‧彼得斯(Ian Peters_和多尼欧‧布纳西西(Tonio Buonassisi)的研究,随着地球暖化,太阳能效率会跟着下降,他们计算出「每增加一度温度,太阳能发电量就会减少0.45%。」

然后,他们利用国际气候变化专门委员会(IPCC)预测的温度变化,研究全球碳排量造成的全球升温的情景,2040年全球碳排达到峰值,并在2100年之前,全球平均温度将提高1.8°C。

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MIT的科学家发现,全球愈热,太阳能发电效率反而愈低,在规画太阳能为替代能源时,必须考虑进去。(图/MIT)

他们在麻州理工学院技术评论中说:「随着地球陆地上几乎所有地方的气温升高,各地的太阳能功率反而都会减少。 而且部分地区的情况会比其他地区更糟糕,包括美国南部、非洲南部和中亚地区。」

然而,除了天气热,导致太阳能功率下降以外,其他因素也会影响太阳光电池的功率输出,比如云层和大气含水量,也就是湿度。

研究人员指出,他们用来计算功率输出下降的「-0.45%/°C」只是一个有代表性的数字。材料科学的突破,或许可以在改变它。例如,改用较高能隙的材料,例如碲化镉,可以改善升温造成的效率下降问题,然而,这项研究已经提示,我们可能不能期待太阳能电池帮我们降温,它们自己都自身难保。

太阳能发电还有更多坏消息,2016年,在法国北部诺曼第图鲁伏尔小镇 (Tourouvre ),曾经建立了一公里长的「太阳能公路」,希望能够为小镇的路灯带来照明,然而,三年过去了,这项试验已经完全失败。

三年前,一项被称为「瓦特路」(Wattway)的实验在图鲁伏尔小镇举行,目的是希望太阳能电池能更广泛的安装在任何地方,因此选择舖在路上,使公路也能成为发电来源。这条太阳能公路总面积2800平方公尺,建造总价约520万美元,为了承受汽车的压力,它採用耐压耐磨的透明硅树脂做为表面防护层。

然而,受限于灰尘、磨损与其他问题,它从未达到过每小时790千瓦时应产生的效果,最多只有一半的功率。

原标题:热天气会降低太阳能发电效率 抗暖不能靠它

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