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陰天雪天都能發(fā)電!日本太陽能板在雪地的應(yīng)用發(fā)展
日期:2019-05-14   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yuguo 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:太陽能發(fā)電作為清潔能源的重要支柱,已經(jīng)得到越來越多國(guó)家的支持和使用,但是有許多人會(huì)問:陰天發(fā)電量能不能滿足使用。其實(shí),陰天也是太陽能板會(huì)考慮的發(fā)電環(huán)境,德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境廳屋頂采用的太陽能板便是如此(見下圖),且整棟建筑基本上不需另外買電(ZEB、凈零能耗住宅)。

 
 
事實(shí)上,太陽能板的應(yīng)用,不但顧慮到陰天的狀況,連會(huì)下雪的地方,都有各式各樣的進(jìn)展。國(guó)土內(nèi)不少雪地的日本,自推行再生能源后,雪地鋪設(shè)太陽能板的規(guī)劃,接二連三地展開,其中不乏規(guī)模數(shù)一數(shù)二的案例。簡(jiǎn)單地說,“太陽能板能用的地方,比你想得多更多。”

在介紹日本在雪地鋪設(shè)太陽能板有哪些巧思之前,先介紹日本北邊國(guó)土的代表、北海道的日照狀況?;蛟S有不少人以為,高緯度地帶不利于太陽能,其實(shí)不然。北海道有很多日照量豐富的地方,有的還超過東京、大阪等城市;且因?yàn)闅鉁氐?,太陽能板溫度不容易上升,不影響發(fā)電效率。加上地廣人稀,鋪設(shè)規(guī)模在全國(guó)名列前茅。
 
而在各縣降雪量第一的山形縣,積雪量大,日照時(shí)間短,但夏天最高溫卻又超過40度,嚴(yán)冬和酷夏各有問題要解決。在積雪的問題上,架設(shè)角度和高度與一般不同,例如一部分角度增加到40度,高度增加到1.8~2米,視情況再調(diào)整到最佳化。高溫問題,則添購(gòu)了外國(guó)制的相應(yīng)制品。受氣候變
化影響,日本東北降雪量增加,山形縣在太陽能的實(shí)作,可望為類似狀況的縣市提供參考。


俗話說水來土淹。面對(duì)積雪,不難想到直接用熱融掉的方法。在福島縣須賀川市,年輕人越來越少,老人在爬屋頂除雪時(shí)又容易發(fā)生意外。人力除雪格外困難。部份家戶因此裝設(shè)加熱器來除雪,但加熱器需要化石燃料,要花錢又會(huì)增加環(huán)境負(fù)擔(dān)。于是,和防止高熱的太陽能板恰好相反,當(dāng)?shù)靥柲馨逯圃焐涕_發(fā)了會(huì)發(fā)熱的太陽能板,配備降雪傳感器,一察覺到就會(huì)自動(dòng)發(fā)熱除雪。

 

積雪落在太陽能板上會(huì)擋光,落在地上卻會(huì)反光。在北海道最北的稚內(nèi)市,這里的太陽能發(fā)電廠,除了實(shí)驗(yàn)用哪個(gè)角度設(shè)置能夠最佳化,還采用了正反兩面發(fā)電的太陽能板,冬天時(shí)吸收地面反光,融雪后因?yàn)榈厣系呢悮さ姆垂獾鹊?,仍然能夠反面發(fā)電,估計(jì)可以提升1~3成的發(fā)電量。
以上幾種因應(yīng)雪地的太陽能板設(shè)置方式,尚有諸多細(xì)節(jié)。比方說,即便都是多結(jié)晶硅太陽能板,也會(huì)因?yàn)橹圃焐痰牟煌?,影響積雪的容易程度,得依現(xiàn)場(chǎng)狀況調(diào)整,采購(gòu)不同款式的太陽能板做混合搭配。又,因?yàn)殇囯x子電池在低溫下容易出問題,而采用混合鉛電池的蓄電池制品。又或者,同樣是發(fā)熱融雪設(shè)備,各地做法也不盡相同。

 

雪鞋底的落雪發(fā)電裝置。圖片來源:UCLA。
 
雪地占地球面積的三成,其上鋪設(shè)太陽能板,對(duì)于再生能源的普及,有重要的意義。而為克服落雪對(duì)發(fā)電效率的負(fù)面影響,加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校UCLA,劃時(shí)代地開發(fā)落雪即發(fā)電的太陽能板。發(fā)電的原理是摩擦起電,讓落雪在接觸到太陽能板時(shí)交換電子、產(chǎn)生能量;其中落雪發(fā)電的裝置,還能應(yīng)用在冬季運(yùn)動(dòng)用品,評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)(上圖)。

在雪地應(yīng)用太陽能板的例子里,可以看到各式各樣的發(fā)明與因地制宜。一部份案例,因?yàn)楫?dāng)?shù)刂圃焐套芳舆m應(yīng)雪地的功能,獲得了訂單;也有別的案例,同樣為了適應(yīng)雪地,采購(gòu)國(guó)外的制品。不管是國(guó)內(nèi)廠商或外國(guó)廠商,只要符合消費(fèi)者的需求,便能獲得訂單。
由于再生能源電價(jià)補(bǔ)貼逐年降低,與便宜的外國(guó)制品,日本太陽光電關(guān)連企業(yè),近年來并不好過。激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,就像大雪一般嚴(yán)苛;該如何險(xiǎn)地求生?雪地太陽能板的裝設(shè),是廠商的挑戰(zhàn)與可能。


變標(biāo)題:陰天雪天都能發(fā)電!日本太陽能板在雪地的應(yīng)用發(fā)展
 
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來源:環(huán)保街知事
 
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