为什么太阳能电池板在热浪中效率会降低?

Solar panels heatwaves
Extreme heat can be bad for solar panels.Image: Unsplash/ American Public Power Association
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  • 热浪期间,包括德国在内的多个国家太阳能发电量创下纪录。

  • 但美国一家太阳能设备供应商表示,过高的温度也会损害太阳能电池板,使其效率降低10%-25%。

  • 国际可再生能源署称,到2050年,可再生能源或可满足全球五分之四的电力需求。

  • 太阳能企业已在开发相关技术,以增强太阳能电池板应对极端天气的能力。

热浪有利于太阳能发电,对吧?

嗯,也对,也不对。

近期的高温天气推动太阳能发电量创下纪录。

德国创下太阳能发电量新纪录;在英国,太阳能发电满足了全国最高四分之一的电力需求,据新闻网站 Energy Live News 报道。

但过高的温度实际上会对太阳能电池板不利。

极端高温会如何影响太阳能电池板?

据美国太阳能设备供应商 CED Greentech 称,高温会“严重降低”太阳能电池板发电的能力。

该公司表示,太阳能电池板的安装地点不同,高温可能会使其输出效率降低10%-25%。

美国可再生能源网站 EnergySage 称,太阳能电池板的测试温度为25°C(77°F),其通常的工作温度范围为15°C至35°C。太阳能电池是将阳光转化为电能、并连接在一起组成太阳能电池板的电子器件;在这一温度范围内,它们发电效率最高。

EnergySage 称,太阳能电池板的温度最高可达65°C(149°F)。这会影响太阳能电池的效率。

为什么太阳能电池板在酷热天气中表现不佳?

高温对太阳能电池板的影响与热力学定律有关——热力学是研究热及其对事物影响的科学。

太阳能电池板产生的电力来自电路中一种称为电子的粒子流,新闻网站 Euronews 解释说。

温度飙升时,电子可能会过度四处移动,从而降低电压,也就是减少发电量。

温度每升高1摄氏度,过高的温度还会使太阳能电池板效率降低0.5个百分点。

如何应对太阳能电池板过热?

在设计太阳能电池板系统时,安装人员会考虑屋顶一年中可能达到的温度。

减少高温天气影响的方法包括将太阳能电池板安装在距屋顶几英寸的位置,CED Greentech 解释说。这样可以让空气流通,为电池板降温。

使用浅色、反光材料制成的太阳能电池板,也能减少其吸收的热量。

可以将运行太阳能电池板的电子元件安装在电池板后方的阴凉处,避免其温度过高。

酷热天气会影响其他能源吗?

高温影响的不只是太阳能电池板。

核电站和其他将热能转化为电能的热力发电厂也可能受到影响。

《财富》杂志采访的一位专家表示,所有类型的热力发电厂,无论是燃煤、燃气还是核电,都需要大量用水来冷却。

《财富》指出,在法国,热浪使附近罗讷河水温升高,而该河水用于冷却核反应堆,因此两座核电站的发电量有所下降。

气温上升意味着什么?

全球气温上升——这是大气中二氧化碳等温室气体含量增加所致——正在增加热浪发生的频率和强度,影响世界各地。

前所未有的热浪今年正在多个国家和地区打破气温纪录,包括印度、巴基斯坦、澳大利亚、欧洲、北非和美国。

气候变化专家鲍勃·沃德在世界经济论坛博客中表示:“热浪威胁将持续加剧,温室气体含量也将继续累积。”

让基础设施和社区适应气候变化是应对气候危机的重要组成部分,同时还需减少温室气体排放。

气候适应需要投资。联合国环境规划署估计,仅发展中国家,气候适应成本到2030年每年将达1,400亿至3,000亿美元,到2050年每年将达2,800亿至5,000亿美元。

2021年,风能和太阳能发电量占全球能源供应的10%,创历史新高。
2021年,风能和太阳能发电量占全球能源供应的10%,创历史新高。
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这对可再生能源行业意味着什么?

在工业领域,气候适应包括重新设计产品和系统,使其更能抵御气候变化的影响,例如更加极端的天气。

太阳能行业已在开发技术创新,帮助太阳能电池板在最严酷的条件下也能工作。研究人员甚至在探索太阳能电池板如何在夜间工作。

太阳能行业已在开发技术创新,帮助太阳能电池板在最严酷的条件下也能工作。Image: 国际可再生能源署(IRENA)

可再生能源(包括太阳能)已成为气候变化减缓的重要组成部分,即减少或消除温室气体排放的措施。

去年,风能和太阳能发电量创纪录地占全球能源总量的10%。

到2050年,可再生能源或可满足全球五分之四的电力需求,国际可再生能源署(IRENA)称。该机构表示,这可能“大幅”减少碳排放,并有助于减缓气候变化。

IRENA 补充说,要实现这一目标,需要加快商业和技术领域的创新。

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