让太阳能电池更高效 新技术解决光伏电池高温适应性难题
- 2022-07-12 16:39:42811
而在现有的新能源产业中,光伏作为一种技术相对成熟并且已经有一定运用场景的技术,自然而然地被寄予了厚望,光伏发电也被认为是一种能够合理取代燃煤发电的有效途径。但即便如此,现有的光伏产业却依旧存在几个需要解决的难题。光伏电池的高温适应性便是其中之一。
光伏电池是一种用于把太阳的光能转化为电能的装置,一般采用高效率单晶硅或多晶硅作为基底,搭配高透光率钢化玻璃、Tedlar、抗腐蚀铝合多边框等材料,结合真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造,因此寿命与转化率都相对可观。但是在高温环境下,光伏电池的转化率却会出现明显下降,并且当温度到达一定程度时,光伏电池的损坏风险也会增加。
具体来说,硅太阳能电池在高温环境下工作时,开路电压会因为温度的升高而大幅下降,从而导致充电工作点的严重偏移,进而引起系统充电不足并伴随损坏风险。与此同时,太阳能电池短路电流也会随温度地升高而升高。而从此前有关机构的实验结果来看,20度左右环境中光伏电池的输出功率要比70度环境中的高出20%左右。
事实上,也就是因为高温适应性的关系,光伏电池也存在了技术上的矛盾。一般来说,想要更加全面高效地利用光能资源,太阳能电板应该假设在空旷且光照充足的环境中,但是全年日照时间是会影响该地的平均温度的,因此实际上光伏电站目前的选址反而多为光照条件一般,但是年平均温度相对较低的地区。这也就导致了,目前光伏发电在效率上其实仍有很大的提升空间,甚至许多光照条件合适的地区因为温度问题而无法建设光伏发电站。
而就在最近,俄罗斯乌拉尔联邦大学开发出一种光伏转换器两面冷却的高效方法。该大学研究人员通过铝翅片和相变材料(石蜡)的组合来冷却光伏转换器,使得即便在温度较高的环境中,光伏转化器依旧能够以一个相对较高的工作效率正常运行。从目前的实验结果来看,这一技术能够将较高温度下光伏电池的效率提升10%到12%左右。
可以预想到的一点是,如果未来该技术能够进一步发展并实现成果化,那么对于一些高温地区而言,建设太阳能发电站也将成为可能。
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