沙烏地阿拉伯的科學家進一步推動了太陽能的發展

2020-09-06 迪杜拜拜現場

杜拜：沙特一所著名大學的最新研究表明，利用大氣中的水蒸氣為太陽能電池板降溫，可再生能源取得了可喜的成果。

阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的該項目已實現了近20％的發電量增長。

「隨著氣候危機的惡化，許多人認為太陽能是可持續性的最終解決方案，」領導這項研究的KAUST教授王鵬博士說。「光伏（PV）是將太陽能轉化為電能的最流行方法。」

根據歐洲最新的光伏狀況報告，到2025年，全球裝機容量將翻一番，達到1,500吉瓦（GW），到2030年將進一步增加到3,000 GW。可以說，這是世界上最優質的太陽輻照度。

「沙烏地阿拉伯的年平均太陽輻照度為每平方米2300千瓦時（kWh / m2），是日本（1600 kWh / m2）的1.4倍以上。此外，中東還有廣闊的土地尚未開發和閒置，非常適合使用太陽能。」

一位專家說，如果要用太陽能電池板完全覆蓋王國土地面積的百分之五，那麼電力將超過為整個世界供電所需的電力。

據一項估計，如果沙烏地阿拉伯王國的土地面積有百分之五被太陽能電池板完全覆蓋，那麼電力將超過為整個世界供電所需的電量。他對阿拉伯新聞說：「過去，中東太陽能項目的發展一直很緩慢。」

「但是，如今，正在實施和計劃中的巨型太陽能項目清楚地證明了包括王國在內的中東已準備好在全球太陽能熱潮中發揮領導作用。」

然而，關於太陽能電池板的主要問題之一仍然是白天的高溫，包括在沙烏地阿拉伯，那裡的溫度可能比周圍的空氣高40C。Wang解釋說，這是由於商業電池板可以將吸收的太陽能中不超過20％的電能轉化為電能。

他說：「吸收的80％以上的太陽能中的其餘部分不合需要地轉化為熱量。」 「熱量被視為浪費，並導致較高的PV溫度。」

高溫有兩個不利影響：它們降低了面板的發電量，並且進一步縮短了面板的使用壽命。結果，在諸如海灣的乾旱和半乾旱地區，太陽能項目一直都在尋求有效的面板冷卻。

「像KAUST所報告的那樣，一種有效的PV冷卻方法將導致發電量的增加和面板壽命的延長。」 「這樣做不需要額外的土地。」

KAUST的研究人員採用了一種簡單的冷卻策略，該策略可以收集大氣中的水蒸氣來冷卻面板。事實證明，這種技術使發電量提高了約20％。

該冷卻系統被認為是行業中的一個新概念，所涉及的研究提供了第一個概念驗證。其性能已在小型光伏面板上得到了證明，但該團隊計劃在未來幾年內將其規模擴大到商用光伏面板的尺寸。

「這將使該技術在商業上具有競爭力，從而產生現實影響。」 「與此同時，大氣水蒸氣輔助冷卻的應用不僅限於PV冷卻，我們還將積極追求這些應用。」

他進一步解釋說，在所有已知的室溫液體中，水具有最高的蒸發潛熱。王說：「這就是說水的蒸發可以帶走物體的大量熱量。」 「如果要使用這種概念來冷卻面板，那麼問題是去哪裡取水，尤其是在安裝了PV面板的沙漠中。」

儘管在沙漠地上可能看不到水，但在空氣中卻能找到很多，地球大氣中可用的且不斷保存的水量是地球上所有河流中水量的六倍以上。

他說：「水蒸氣到處都有，包括沙漠地區。」 「我的研究一直在收集大氣中的水蒸氣以產生新鮮的飲用水。在進行這項研究時，我們發現夜間沙漠中的相對溼度非常適合收集水蒸氣。」

巨大的太陽能項目（正在實施和計劃中）明確證明，包括沙特王國在內的中東已準備在全球太陽能熱潮中發揮領導作用。

王鵬教授

對於彭博NEF太陽能研究負責人詹妮·蔡斯（Jenny Chase）來說，太陽能電池板保持涼爽時通常會產生更多的能量。但是，這種差異很少證明主動冷卻是合理的。

她說：「沙烏地阿拉伯炎熱並且越來越熱，因此改變光伏系統設計以保持面板涼爽將提高發電量。」 「但是，如果花費很多錢，那可能不值得。大多數面板沒有冷卻。」

她希望沙烏地阿拉伯能夠建造更多的太陽能電池板，而不管冷卻技術的狀況如何。她說：「可再生能源是世界各地的未來。」 「但是，如果這種冷卻技術無法奏效，那麼標準技術就足夠了。」

蔡斯說，沙烏地阿拉伯的太陽能生產成本低於使用化石燃料。大通對《阿拉伯新聞》說：「沙烏地阿拉伯也不缺沙漠，太陽能可以幫助滿足日益增長的空調需求，而這一需求在白天尤為嚴重。」 「它也可能會產生一些風，但是在陽光普照的國家，太陽能價格便宜。」

2018年3月29日，一名沙特男子在利雅得北部Uyayna的一家太陽能發電廠與一名記者談話。

根據行業專家的說法，最大化發電量對於任何太陽能項目都至關重要。Soltec中東大客戶經理Miguel Pozuelo表示：「這種情況在沙烏地阿拉伯尤其重要，該市場已證明其極高的競爭力。」 Soltec的中東大客戶經理是2021年在阿布達比舉行的世界未來能源峰會的參展商。

「對於特定的光伏組件技術，有兩種主要的方法可以優化發電量：我們可以增加照射在面板正面和背面的輻射，以最大化到達面板的太陽光的數量，因此，促進發電。」

事實證明，這種工作在全球使用雙面鑲板都是有效的。模塊製冷也已被視為另一個最大化生產的產品。「在2018年7月，Soltec成立了雙面跟蹤評估中心，該中心與其他實體一起測試了不同因素如何影響雙面生產，」 Pozuelo說。

「雙面跟蹤結合模塊的冷卻將在沙烏地阿拉伯發揮極其重要的作用。」

他將KAUST項目描述為該王國可再生能源技術進步的標誌。Pozuelo說：「創新對於確保任何行業的成功都是至關重要的，就太陽能而言，創新與特定的現場條件直接相關。」

「這就是Soltec推出測試設施以深入了解中東沙漠環境行為的原因，並特別關注雙面跟蹤和自動清潔優化。」

沙烏地阿拉伯人於2018年3月29日在利雅得以北Uyayna的太陽能電池板工廠工作。

他預計沙烏地阿拉伯可再生能源，尤其是太陽能的前景廣闊，並補充說，目前處於發展中的第一個公用事業規模項目將為該行業提供成熟的條件。

同時，在吉達北部的圖瓦爾（Thuwal），KAUST校園的現場測試表明，使用大氣水蒸氣冷卻技術可以在冬季和夏季將電力生產提高13％至19％。王教授說：「這是一個重要的裡程碑。」

他補充說：「王國擁有世界上最優質的太陽輻射，並有望成為太陽能的全球領導者。同時，該地區面臨著來自面板的大量廢熱的問題。在我們應對全球變暖的鬥爭中，可再生能源是循環經濟和脫碳經濟這一新興概念的核心。」

王表示希望這種新技術能夠傳達出這樣的信息，即科學創新可以使可再生能源更加「綠色」。

他說：「讓我們對可再生能源的未來充滿信心，並投資科學，使世界變得更適合所有人。」

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