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这项同时基于计算机模拟和实物模型测试的研究发表在《能源与环境科学》杂志上。研究人员表示,通常情况下,三维结构在任何空间有限的地方都有优势,比如拥挤的城市中。此外,在太阳能发电场也能得到应用。论文高级作者、MIT副教授Jeffrey Grossman认为,这一思路对未来的光伏科技发展有重要意义。
据悉,该研究首次用系统分析和预测分析方法来解决三维结构的效率问题。研究人员首先利用计算机算法研究了大量可能的三维结构,同时开发出一套分析软件在各种纬度和天气条件下进行测试。随后,他们在MIT一个实验室的屋顶上搭建了3种不同的太阳能电池三维结构,用于验证模拟预测的准确性。
研究发现,越是远离赤道、处在冬季或者多云天气,三维太阳能电池的发电效果提升越显著。参与研究的MIT材料科学与工程系研究生Marco Bernardi解释说,能量产出得以提升的根本原因在于当太阳靠近地平线时,比如清晨、傍晚和冬季,三维结构的垂直面能够收集到相当多的阳光。
计算机模拟表明,三维结构越复杂效果越好,比如每个面都向内凹的立方体,但这些结构往往都不太好制造。不过研究人员表示,研究中使用的计算机算法也可以在较小的能量损失(10%~15%)下简化结构,比起性能的大幅提升,这一代价可能根本算不了什么。
研究人员承认,目前这种三维结构电池的成本高于普通太阳能板,但超高的能量效率和稳定的能量产出会弥补这一劣势。他们强调,这一改进的优势在于使能量产出更加稳定,可以预知,因此也更加容易接入电网。
Grossman认为,这一创新走向应用的时机已经成熟。他解释说:即便是10年前,这一想法从经济性角度上也是不可取的,因为太阳能电池模块太贵了。而眼下,65%的钱都花在了太阳能电池的安装、土地使用权以及其他设备上。因此,随着成本下降,三维太阳能电池的优势将逐渐明显。
专家评价指出,该研究从理论和试验两方面证明了三维光伏元件在捕获不同角度光线上的显著优势,而其挑战在于要用经济廉价的方式大量生产这些元件。
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据环境影响评价信息公示平台显示,4月8日,环晟光伏(江苏)有限公司发布了2GWN型TOPCon电池试验线项目竣工调试公示。公示内容显示,环晟光伏建设建设的2GWN型TOPCon电池实验线项目于2024年12月20日竣工,环境保护设施同步建成,拟于2024年12月21日~2025年4月12日调试运行。
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据英国媒体报道:特朗普的关税,特别是针对太阳能板、风力涡轮机组件和电池储能系统的关税,扰乱了全球供应链。这些关税针对来自中国和东南亚的进口产品,增加了全球清洁能源技术的成本。对于英国来说,其可再生能源设备高度依赖进口,这些关税可能会间接提高太阳能光伏系统和电池储能解决方案的价格。
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