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新技术!南京大学光伏研究新成果,解决沙戈荒大基地痛点难题!
日期:2023-03-30   [复制链接]
责任编辑:sy_sunmengqian 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
3月28日,自然资源部、国家林业和草原局办公室、国家能源局综合司印发《关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知》。文件明确指出:在严格保护生态前提下,鼓励在沙漠、戈壁、荒漠等区域选址建设大型光伏基地!

沙漠光伏虽利国利民,却有致命缺陷

中国沙漠化面积已经达到262万平方公里,占国土面积的27%,而且呈扩展的态势。以中国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠为例,其面积约为33万平方公里,在这里,光秃秃的沙漠似乎毫无价值,但如果在整个沙漠覆盖太阳能组件,总装机容量可以达到9900吉瓦,全年发电量更是惊人地达到13.86万亿度!据了解,2020年中国全社会总用电量仅为约7.5万亿度,上述沙漠光伏电站的发电量相当于1.8个中国全社会的用电量。

据了解,要在沙漠建立光伏电站,必须要克服一系列的固有的瓶颈问题。除了众所周知的沙尘暴以外,高温也是建沙漠光伏电站的一大瓶颈!

根据气象资料,沙漠气候存在极端情况,晚上温度可低至0℃,而白天温度可高达50℃以上。而光伏组件在工作时由于能量不能完全转换为电能,因此势必会有一部分能量转化成热能。因此,在白天工作时,光伏组件的表面温度甚至会更高!

实际研究案例表明,晶硅太阳能电池在20度左右的温度下,比在70度左右时的输出功率高出约20%。这意味着,即使光照条件一般,年平均温度较低的地区对光伏太阳能电站也更有利,其发电量要远高于光照过强、温度过高的地区。除了影响发电效率,高温还可能诱发热斑效应,影响组件寿命!

因此,要想在沙漠地区建设光伏电站,就需要克服一个巨大的难题——如何让光伏组件降温!

新技术!让光伏板“出汗降温”

目前光伏组件主流的降温方法是风冷法(吹风让它凉快)和水冷法(用水浇它降温)。不幸的是,用传统技术为沙漠地区光伏组件降温,往往会消耗宝贵的水资源。

受阿卜杜拉国王科技大学和香港理工大学研究团队的启发,近日,南京大学一研究小组欲通过一种水凝胶来实现光伏组件的高效降温。

这种凝胶内含一种常见的吸水材料--氯化钙盐,可以从空气中吸收水蒸气,同时,凝胶状的结构将水分凝结成液态水,包裹其中,在受热时,里面的水分会再次释放出来。

基于此,这种凝胶可以黏附在光伏组件的背面,在低温、湿度相对较高的夜晚,凝胶可以吸附空气中的水蒸气,当白天温度升高时,这种凝胶会从太阳能电池板中吸收热量释放水蒸气,蒸发的水会冷却光伏组件,就像皮肤上蒸发的汗液会让人体降温一样。

如果设置一个收集和再冷凝水的装置,释放出的蒸汽就会被截留,凝结成液态水,流入储存容器,研究人员表示:这些水可用来清洁光伏组件上积聚的灰尘,或者可以储存起来供饮用,解决干旱地区的迫切需求。

但目前这项技术还只存在于实验室的阶段,有很多细节尚未完善。例如,雨水会溶解凝胶中的氯化钙盐,削弱其吸水性能;此外,水凝胶的制备需要碳纳米管等昂贵的材料,成本较高。

南京大学研究人员表示:我们的目标是降低水凝胶的制作成本,提高其工作的稳定性,争取早日投入产业化生产,助力我国沙漠更多涌现光伏“蓝海”。 

原标题:新技术!南京大学光伏研究新成果,解决沙戈荒大基地痛点难题!
 
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来源:新能荟
 
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