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那些年:太阳能光伏发电的新发展

来源 : http://www.wuzhemin.com/news/2.html   发布时间 : 2015-08-31

  人类对地球资源的探索和利用似乎从未停止,并且从西方工业革命以来人类对于地球资源的消耗能力和速度正在以惊人的速度上升。从煤炭资源到石油资源再到天然气资源,人类几乎已经将地球上所有可用的能源都进行了探索和利用。但由于这些资源都并非可持续资源,并不能满足人类日益增长的资源需求,巨大的资源需求压力促使人类将创新的方向转向一些可持续资源的开发,而太阳能正是在此种背景下走入了人们的视野。它不仅在能源的获取方式上干净清洁、无污染,而且也不用过于担心能源的枯竭问题,所以对于人类来说太阳能是一种新型、现代、理想的能源。

太阳能光伏支架

  一、太阳能光伏发电小规模运用的新发展
  长期以来,太阳能光伏发电不能够进行推广普及的最大原因在于其发电成本太高,所获得的“利”远远小于所投入的“资”。因为为了获取更多的太阳能,太阳能组件必须有足够大的面积,否则其所获取的太阳能的量将不足以产生足够的、用于输出的电能。不仅如此,太阳能光伏发电所需要的太阳能组件由于原材料的原因而价格昂贵,常常动辄数十万元,尽管其产生的受益是长效的,却也并不适合于小规模的家庭使用。尤其是在现在城市的空间价格极为昂贵的情况下,若想推广太阳能光伏发电的家庭小规模的运用似乎不大可能。
  但最新的实践表明,有许多商业住宅楼已经在环保大环境的推动下安装了太阳能组件,无论其是作为供能的主要方式还是辅助方式,都表明太阳能光伏发电的小规模运用是有可能并有现实基础的。而在一些大型商业建筑中(其中包括商业住宅楼),其主要是通过所谓提高太阳能电池的变换效率、旁路二极管的安装、降低太阳能电池的原材料成本等途径来达到降低成本的要求的。
  而笔者认为,所谓提高太阳能电池的转换效率主要是通过建筑物的建设或者太阳能电池材料的更新来达到的。因为太阳能电池的转换效率之所以低下是因为太阳能组件一旦被遮蔽一小部分,也会造成电压和电流之间的不相匹配,而一旦电流和电压之间不匹配就会造成太阳能光伏发电系统的不匹配,进而使所吸收的太阳能不能高效率地转化为电能。而太阳能光伏发电的此种弊端可以通过在串联的各个组件上安装旁路二极管来改善,因为其使得太阳能光伏发电的光电系统有了一个“备用”,进而可以提高太阳能光伏发电的效率。
  不仅如此,此种方法还可以减少由于太阳照射的不均匀而带来的太阳能组件的损坏,减少太阳能组件的消耗,从而降低发电成本。而太阳能光伏发电在农村地区似乎要比在城市地区发展迅速,其主要原因在于太阳能光伏发电需要的面积巨大。而在农村地区,主要有两种太阳能光伏发电的模式,即将发电系统与建筑物相结合的所谓小型“并网光伏发电系统”和小规模的独立光伏发电系统。而在将太阳能光伏发电系统与建筑物进行结合时也有两种形式:“安装型”和“构建型(或称建材型)”,前者是指建筑物的建筑材料本身并不是太阳能光伏发电的材料,而是将发电材料安装在建筑物上,可与建筑物进行分离,顾名思义“安装型”;而后者则是指在进行构建建筑物时,所采用的材料本身即是太阳能光伏发电所需要的材料,因此,建筑物本身就构成一个巨大的太阳能组件,不仅解决了太阳能光伏发电需要大面积的问题,也解决了建筑物的构建问题。因此,笔者认为后者更值得推广。
  而对于小规模的独立光伏发电系统,亦有它的用武之地。由于我国地形的特殊性,有许多地方都居住着较为分散的居民,尤其是西藏、新疆、内蒙古草原地区和许多山村地区。而对于这些地区,“建筑物式”的光伏发电往往成本太高,因此可以在相对集中地建立小型独立的太阳能光伏发电系统,以此来解决这些地区的用电问题。
  二、人们对待太阳能光伏发电的理念的新发展
  尽管太阳能发电早已经为人们所知晓,但由于上文所述太阳能光伏发电的缺陷(主要为成本高、效率低等),人们一直认为太阳能光伏发电系统仍然存在于实验室中,是一种可望而不可及的新鲜事物。所以,尽管人们也有很强的环保意识,但总认为太阳能发电离自己的身边还有很远。
  但近年来环境问题的日益严重促使人们开始对太阳能光伏发电系统的上述缺陷进行创新,并已经有了不小的成果,例如:采用了旁路二极管的安装提高了发电效率、建筑物建设技术的变革为太阳能发电的广泛运用提供可能等,尤其是已经出现了采用太阳能光伏发电系统的现代商业住宅楼,如:河南解放军信息工程大学家属院等。这些实实在在的证据已经让人们认识到太阳能光伏发电离自己并不遥远,从而在观念上不再认为其是“科幻的”,这不仅能够促使人们对太阳能光伏发电系统的使用进而缓解环境资源问题,同时也能够促使太阳能光伏发电及其相关产业的发展。
  三、结论
  环境污染、资源短缺促使人类发现太阳能的可利用性,但由于其成本过高而长期停留于实验室而未大规模使用。但近期太阳能光伏发电的新发展表明其推广普及存在可行性,进而亦将有助于环境资源问题的解决。

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