3月28日，自然資源部、國家林業(yè)和草原局辦公室、國家能源局綜合司印發(fā)《關(guān)于支持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范用地管理有關(guān)工作的通知》。文件明確指出：在嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)前提下，鼓勵(lì)在沙漠、戈壁、荒漠等區(qū)域選址建設(shè)大型光伏基地！
沙漠光伏雖利國利民，卻有致命缺陷
中國沙漠化面積已經(jīng)達(dá)到262萬平方公里，占國土面積的27%，而且呈擴(kuò)展的態(tài)勢。以中國最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠為例，其面積約為33萬平方公里，在這里，光禿禿的沙漠似乎毫無價(jià)值，但如果在整個(gè)沙漠覆蓋太陽能組件，總裝機(jī)容量可以達(dá)到9900吉瓦，全年發(fā)電量更是驚人地達(dá)到13.86萬億度！據(jù)了解，2020年中國全社會(huì)總用電量僅為約7.5萬億度，上述沙漠光伏電站的發(fā)電量相當(dāng)于1.8個(gè)中國全社會(huì)的用電量。
據(jù)了解，要在沙漠建立光伏電站，必須要克服一系列的固有的瓶頸問題。除了眾所周知的沙塵暴以外，高溫也是建沙漠光伏電站的一大瓶頸！
根據(jù)氣象資料，沙漠氣候存在極端情況，晚上溫度可低至0℃，而白天溫度可高達(dá)50℃以上。而光伏組件在工作時(shí)由于能量不能完全轉(zhuǎn)換為電能，因此勢必會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能。因此，在白天工作時(shí)，光伏組件的表面溫度甚至?xí)撸?br />
實(shí)際研究案例表明，晶硅太陽能電池在20度左右的溫度下，比在70度左右時(shí)的輸出功率高出約20%。這意味著，即使光照條件一般，年平均溫度較低的地區(qū)對(duì)光伏太陽能電站也更有利，其發(fā)電量要遠(yuǎn)高于光照過強(qiáng)、溫度過高的地區(qū)。除了影響發(fā)電效率，高溫還可能誘發(fā)熱斑效應(yīng)，影響組件壽命！
因此，要想在沙漠地區(qū)建設(shè)光伏電站，就需要克服一個(gè)巨大的難題——如何讓光伏組件降溫！
新技術(shù)！讓光伏板“出汗降溫”
目前光伏組件主流的降溫方法是風(fēng)冷法（吹風(fēng)讓它涼快）和水冷法（用水澆它降溫）。不幸的是，用傳統(tǒng)技術(shù)為沙漠地區(qū)光伏組件降溫，往往會(huì)消耗寶貴的水資源。
受阿卜杜拉國王科技大學(xué)和香港理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的啟發(fā)，近日，南京大學(xué)一研究小組欲通過一種水凝膠來實(shí)現(xiàn)光伏組件的高效降溫。
這種凝膠內(nèi)含一種常見的吸水材料--氯化鈣鹽，可以從空氣中吸收水蒸氣，同時(shí)，凝膠狀的結(jié)構(gòu)將水分凝結(jié)成液態(tài)水，包裹其中，在受熱時(shí)，里面的水分會(huì)再次釋放出來。
基于此，這種凝膠可以黏附在光伏組件的背面，在低溫、濕度相對(duì)較高的夜晚，凝膠可以吸附空氣中的水蒸氣，當(dāng)白天溫度升高時(shí)，這種凝膠會(huì)從太陽能電池板中吸收熱量釋放水蒸氣，蒸發(fā)的水會(huì)冷卻光伏組件，就像皮膚上蒸發(fā)的汗液會(huì)讓人體降溫一樣。
如果設(shè)置一個(gè)收集和再冷凝水的裝置，釋放出的蒸汽就會(huì)被截留，凝結(jié)成液態(tài)水，流入儲(chǔ)存容器，研究人員表示：這些水可用來清潔光伏組件上積聚的灰塵，或者可以儲(chǔ)存起來供飲用，解決干旱地區(qū)的迫切需求。
但目前這項(xiàng)技術(shù)還只存在于實(shí)驗(yàn)室的階段，有很多細(xì)節(jié)尚未完善。例如，雨水會(huì)溶解凝膠中的氯化鈣鹽，削弱其吸水性能；此外，水凝膠的制備需要碳納米管等昂貴的材料，成本較高。
南京大學(xué)研究人員表示：我們的目標(biāo)是降低水凝膠的制作成本，提高其工作的穩(wěn)定性，爭取早日投入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，助力我國沙漠更多涌現(xiàn)光伏“藍(lán)海”。
原標(biāo)題：新技術(shù)！南京大學(xué)光伏研究新成果，解決沙戈荒大基地痛點(diǎn)難題！
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