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在屋顶构建“开心农场” 节水又节能的光伏农场前景如何

2023-11-14 14:21:17来源:化工仪器网关键词:光伏阅读量:1237
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导读:目前的太阳辐射能几乎是取之不尽用之不竭的清洁能源,因此光伏发电也被认为是现阶段理想的绿色、可持续能源——发电过程中几乎不会污染环境与生态。

  光伏发电系统是利用光伏半导体的光伏效应,将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。对于人类而言,目前的太阳辐射能几乎是取之不尽用之不竭的清洁能源,因此光伏发电也被认为是现阶段理想的绿色、可持续能源——发电过程中几乎不会污染环境与生态。与此同时,光伏也是目前应用相对广泛且掌握程度相对较高的一项技术。
 
  不过,光伏技术的发展与普及同样存在许多问题,例如温度与光照之间的矛盾(光伏系统在较高温度下会出现转化率降低的情况,但是长时间的光照不可避免的会增加系统所处的环境温度),铺设面积的限制等等。想要解决这些问题,除了在材料上寻求突破外,将有效空间更好的利用起来同样是个不错的途径。而在居民区铺设光伏系统便成为了一个理想的突破口。
 
  目前针对居民区光伏系统建设,主流的方案有两种,一种是将城市路面嵌入光伏系统,有效的利用道路规划来发电。这个方案目前问题还是材料的强度以及维护成本。另一个种就是在楼房天台铺设光伏系统,目前不少新小区的顶层住户会考虑这套方案。
 
  但即便如此,在楼顶建设光伏系统想要应用好也并不容易,不过就在最近,一种新的思路或许值得我们借鉴——光伏农场。
 
  美国科罗拉多州立大学研究团队进行了一个特殊的实验,他们在离地面5层楼高的平台上,搭设了一套光伏系统,并在太阳能电池板下种植了一批不耐霜冻的作物。据悉,实验是在10月底进行的,当时高台在上午9时时的气温才零下1摄氏度。而在实验结束的过程中,他们成功收获了约270千克的作物。并且,整个过程中光伏系统的运作也比预想的更理想。
 
  根据实验结果,研究团队还得到了一个结论:“屋顶光伏农业用水量相当于全日照屋顶农业的三分之一;由于农作物被荫蔽,水量蒸发减少。即使有水分蒸发,实际上对农作物顶上的太阳能电池板也有很大好处,因为电池板越热,效率就越低。从根本上说,植物和土壤“像出汗那样”将水蒸气送向电池板,给它们降温,防止它们过热。如果特意收集雨水,这样一个屋顶系统能够变得更加高效,比如使用水箱,并在雨季以外季节排出收集的雨水”。
 
  此外,根据研究人员推算,在理想情况下,这样一个天台农场加光伏系统的模式,还能提供建筑物的整体能效,提高幅度甚至能达到一成。相当于以环保的方式同时解决了食与能源两个问题。
 
  事实上,这种天台光伏农场的思路对于人口密度较高,且楼层数量多的国家适用性更高,甚至还能对城市整体起到绿化、美化的作用。当然现阶段这种方案同样也存在问题,例如如何将天台光伏农场的建设成本控制到大众可以接受的程度,以及如何保证整套系统的稳定性。但是节水又节能的光伏农场或许真的能成为未来城市居民生活中的“开心农场”。
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