用太阳能电池板铺路 科技从解决材料难题来解决能源难题
2023-07-11 15:05 0次
作为目前少数被人类有效利用的清洁能源之一，太阳能凭借其广泛的应用前景以及非常低的环境负担，被寄以厚望。越来越多的国家开始尝试普及光伏产业的发展，并且将其视为解决环境问题以及偏远地区和贫困地区供电用水问题的关键。与此同时，随着技术的不断发展，光伏发电的成本逐渐降低，发电效率不断提升，成为了未来能源发展的主流之一。
但即便如此，光伏发电依旧被许多问题限制了发展，例如不稳定性。
就外界因素来说，光伏发电的关键在于充足的阳光与大面积的平坦地形。但事实上，一方面，光照时间并非我们能够控制的，在天气不好的时候或者在夜间，光伏设备的发电效率会受到严重影响，甚至无法发电。另一方面，如今寸土寸金，想要找到足够开阔的平坦地形并非一件易事。因此，想要随时随地实现光伏发电本身就有些天方夜谭。
在此之外，许多技术上的问题同样限制着光伏产业的发展。首先存储技术，由于太阳能电池板只能在白天发电，但是人们的用电需求通常是全天的。因此，必须将能量存储在电池中以便在需要时使用。但事实上，目前电池技术的成本和能量密度仍然是一个挑战。其次便是温度，尽管光伏发电依赖光照，但是光伏设备却不能承载高温，换言之当光照带来的温度达到一定程度的时候，光伏发电的效率反而会下降。而如果所处的环境温度过低，又会影响储电设备的正常工作，从而影响电能的利用率。
换言之，光伏想要获得发展，就需要同时解决“内忧外患”。不过就在最近，一个新的思路或许为解决一部分光伏发电问题提供了方向——太阳能电池板道路。
据悉，日本多家公司联合开发了一种可以嵌入停车场和人行道的太阳能电池板，这种电池板理论沉重能力超过15吨，并且经过特殊处理的塑料外框可以提供足够的摩擦系数，确保上面形式的车辆或者同行人员的安全，并且有效的阻隔温度变化对电池板性能的影响。相关生产企业还表示，如果能够实现该技术的全覆盖，那么发电功率将超过335千兆瓦，理论可以媲美300座核电站。
仅从技术本身来看，这种通过将路面与光伏发电结合的思路确实能有效的解决光伏发电对于大面积平坦地形的需求，同时建立在城市之中也可以有效的缓解储电、输电的压力。事实上，这也并非第一次有企业尝试这么做，早在2019年时，法国就曾城试将太阳能发电板与停车场结合，并吸引了加拿大和阿联酋等国的跟进。
不过这背后其实还有许多潜在问题没有解决。尽管，太阳能电板的寿命是明显长于路面的维护周期的，但是可以嵌入地面的发电板，发电效率其实仅仅只有8%(常规产品可以达到20%)，虽然大面积的使用确实可以通过量来弥补效率，但是太阳能电池板的制造过程涉及到一些有毒有害物质，这种低效率大面积的使用，无疑还是增加了回收难度，以及废弃处理环节可能造成的环保风险。从这点来说，或许目前材料难题依旧是光伏发电能源应用问题的关键。
(责任编辑：admin)
但即便如此，光伏发电依旧被许多问题限制了发展，例如不稳定性。
就外界因素来说，光伏发电的关键在于充足的阳光与大面积的平坦地形。但事实上，一方面，光照时间并非我们能够控制的，在天气不好的时候或者在夜间，光伏设备的发电效率会受到严重影响，甚至无法发电。另一方面，如今寸土寸金，想要找到足够开阔的平坦地形并非一件易事。因此，想要随时随地实现光伏发电本身就有些天方夜谭。
在此之外，许多技术上的问题同样限制着光伏产业的发展。首先存储技术，由于太阳能电池板只能在白天发电，但是人们的用电需求通常是全天的。因此，必须将能量存储在电池中以便在需要时使用。但事实上，目前电池技术的成本和能量密度仍然是一个挑战。其次便是温度，尽管光伏发电依赖光照，但是光伏设备却不能承载高温，换言之当光照带来的温度达到一定程度的时候，光伏发电的效率反而会下降。而如果所处的环境温度过低，又会影响储电设备的正常工作，从而影响电能的利用率。
换言之，光伏想要获得发展，就需要同时解决“内忧外患”。不过就在最近，一个新的思路或许为解决一部分光伏发电问题提供了方向——太阳能电池板道路。
据悉，日本多家公司联合开发了一种可以嵌入停车场和人行道的太阳能电池板，这种电池板理论沉重能力超过15吨，并且经过特殊处理的塑料外框可以提供足够的摩擦系数，确保上面形式的车辆或者同行人员的安全，并且有效的阻隔温度变化对电池板性能的影响。相关生产企业还表示，如果能够实现该技术的全覆盖，那么发电功率将超过335千兆瓦，理论可以媲美300座核电站。
仅从技术本身来看，这种通过将路面与光伏发电结合的思路确实能有效的解决光伏发电对于大面积平坦地形的需求，同时建立在城市之中也可以有效的缓解储电、输电的压力。事实上，这也并非第一次有企业尝试这么做，早在2019年时，法国就曾城试将太阳能发电板与停车场结合，并吸引了加拿大和阿联酋等国的跟进。
不过这背后其实还有许多潜在问题没有解决。尽管，太阳能电板的寿命是明显长于路面的维护周期的，但是可以嵌入地面的发电板，发电效率其实仅仅只有8%(常规产品可以达到20%)，虽然大面积的使用确实可以通过量来弥补效率，但是太阳能电池板的制造过程涉及到一些有毒有害物质，这种低效率大面积的使用，无疑还是增加了回收难度，以及废弃处理环节可能造成的环保风险。从这点来说，或许目前材料难题依旧是光伏发电能源应用问题的关键。
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