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用太陽能電池板鋪路 科技從解決材料難題來解決能源難題
2023年03月21日 13:36:59
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：6605
作為目前少數(shù)被人類有效利用的清潔能源之一，太陽能憑借其廣泛的應(yīng)用前景以及非常低的環(huán)境負擔，被寄以厚望。越來越多的國家開始嘗試普及光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且將其視為解決環(huán)境問題以及偏遠地區(qū)和貧困地區(qū)供電用水問題的關(guān)鍵。與此同時，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電的成本逐漸降低，發(fā)電效率不斷提升，成為了未來能源發(fā)展的主流之一。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】作為目前少數(shù)被人類有效利用的清潔能源之一，太陽能憑借其廣泛的應(yīng)用前景以及非常低的環(huán)境負擔，被寄以厚望。越來越多的國家開始嘗試普及光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且將其視為解決環(huán)境問題以及偏遠地區(qū)和貧困地區(qū)供電用水問題的關(guān)鍵。與此同時，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電的成本逐漸降低，發(fā)電效率不斷提升，成為了未來能源發(fā)展的主流之一。
但即便如此，光伏發(fā)電依舊被許多問題限制了發(fā)展，例如不穩(wěn)定性。
就外界因素來說，光伏發(fā)電的關(guān)鍵在于充足的陽光與大面積的平坦地形。但事實上，一方面，光照時間并非我們能夠控制的，在天氣不好的時候或者在夜間，光伏設(shè)備的發(fā)電效率會受到嚴重影響，甚至無法發(fā)電。另一方面，如今寸土寸金，想要找到足夠開闊的平坦地形并非一件易事。因此，想要隨時隨地實現(xiàn)光伏發(fā)電本身就有些天方夜譚。
在此之外，許多技術(shù)上的問題同樣限制著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。首先存儲技術(shù)，由于太陽能電池板只能在白天發(fā)電，但是人們的用電需求通常是全天的。因此，必須將能量存儲在電池中以便在需要時使用。但事實上，目前電池技術(shù)的成本和能量密度仍然是一個挑戰(zhàn)。其次便是溫度，盡管光伏發(fā)電依賴光照，但是光伏設(shè)備卻不能承載高溫，換言之當光照帶來的溫度達到一定程度的時候，光伏發(fā)電的效率反而會下降。而如果所處的環(huán)境溫度過低，又會影響儲電設(shè)備的正常工作，從而影響電能的利用率。
換言之，光伏想要獲得發(fā)展，就需要同時解決“內(nèi)憂外患”。不過就在最近，一個新的思路或許為解決一部分光伏發(fā)電問題提供了方向——太陽能電池板道路。
據(jù)悉，日本多家公司聯(lián)合開發(fā)了一種可以嵌入停車場和人行道的太陽能電池板，這種電池板理論沉重能力超過15噸，并且經(jīng)過特殊處理的塑料外框可以提供足夠的摩擦系數(shù)，確保上面形式的車輛或者同行人員的安全，并且有效的阻隔溫度變化對電池板性能的影響。相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)還表示，如果能夠?qū)崿F(xiàn)該技術(shù)的全覆蓋，那么發(fā)電功率將超過335千兆瓦，理論可以媲美300座核電站。
僅從技術(shù)本身來看，這種通過將路面與光伏發(fā)電結(jié)合的思路確實能有效的解決光伏發(fā)電對于大面積平坦地形的需求，同時建立在城市之中也可以有效的緩解儲電、輸電的壓力。事實上，這也并非第一次有企業(yè)嘗試這么做，早在2019年時，法國就曾城試將太陽能發(fā)電板與停車場結(jié)合，并吸引了加拿大和阿聯(lián)酋等國的跟進。
不過這背后其實還有許多潛在問題沒有解決。盡管，太陽能電板的壽命是明顯長于路面的維護周期的，但是可以嵌入地面的發(fā)電板，發(fā)電效率其實僅僅只有8%(常規(guī)產(chǎn)品可以達到20%)，雖然大面積的使用確實可以通過量來彌補效率，但是太陽能電池板的制造過程涉及到一些有毒有害物質(zhì)，這種低效率大面積的使用，無疑還是增加了回收難度，以及廢棄處理環(huán)節(jié)可能造成的環(huán)保風險。從這點來說，或許目前材料難題依舊是光伏發(fā)電能源應(yīng)用問題的關(guān)鍵。
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