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Kent Kernahan 已著手消除太陽(yáng)能電池的熱量。他和他的合作伙伴最終可能會(huì)為弱勢(shì)社區(qū)帶來(lái)太陽(yáng)能制造工作，同時(shí)更廣泛地提供低成本的屋頂太陽(yáng)能。

它每天都在發(fā)生：一只鳥(niǎo)飛過(guò)您的屋頂太陽(yáng)能電池板陣列，并將不受歡迎的產(chǎn)品沉積在電池上。鳥(niǎo)糞是一種需要清除的煩惱。但它也可能導(dǎo)致受影響的電池上出現(xiàn)熱點(diǎn)，影響整個(gè)面板的輸出并可能影響其長(zhǎng)期性能。

這種現(xiàn)象被稱為反向偏差，作為其標(biāo)志的熱點(diǎn)是太陽(yáng)能行業(yè)的致命弱點(diǎn)。這是因?yàn)楸圾B(niǎo)落下或葉影削弱的單個(gè)細(xì)胞可能會(huì)被周圍更強(qiáng)大的細(xì)胞所壓制。這些相鄰的電池通過(guò)較弱的電池發(fā)送反向電流，使其溫度超過(guò) 400 F (204.4 C)，并在超過(guò)正向電壓 20 倍的電壓下工作。

所有這些都會(huì)導(dǎo)致電池應(yīng)力、過(guò)早老化以及模塊完全失效的可能性增加。

十多年前，連續(xù)發(fā)明家肯特·克納漢 (Kent Kernahan) 首次開(kāi)始解決這個(gè)問(wèn)題。他的解決方案是設(shè)計(jì)一種控制技術(shù)，該技術(shù)可以檢測(cè)反向偏壓，并將電流從受影響的電池轉(zhuǎn)移到其他健康的太陽(yáng)能電池板。他繼續(xù)創(chuàng)建了一家名為 IdealPV的公司來(lái)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。

事情變得更有趣的地方在于：他還建立了一種商業(yè)模式，可以幫助美國(guó)各地的弱勢(shì)社區(qū)，通過(guò)向根據(jù)美國(guó)稅法第 501(c)3 條設(shè)立的非營(yíng)利實(shí)體提供技術(shù). 第一家開(kāi)始制造 IdealPV 太陽(yáng)能電池的此類非營(yíng)利組織現(xiàn)在正在加利福尼亞州開(kāi)展。稍后會(huì)詳細(xì)介紹。

尋求幫助

Kernahan 開(kāi)發(fā)的控制技術(shù)的核心是監(jiān)視減弱的細(xì)胞在開(kāi)始過(guò)熱時(shí)發(fā)出的信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)使用該信號(hào)來(lái)抑制受影響的電池，重新引導(dǎo)面板上的電流，并緩解反向偏置事件的發(fā)生。

Kernahan在最近的一次采訪中告訴pv 雜志，“這一突破使我們能夠預(yù)測(cè)反向偏見(jiàn)”并采取行動(dòng)緩解新出現(xiàn)的熱點(diǎn)。

IdealPV 的太陽(yáng)能電池板技術(shù)基于 Kernahan 所說(shuō)的僅前向零熱點(diǎn)定律 (FOZHS)。根據(jù)熱力學(xué)第一定律和光電效應(yīng)定律，F(xiàn)OZHS 指出太陽(yáng)能電池的電導(dǎo)隨著電壓變得更負(fù)而下降。該公司的太陽(yáng)能電池板實(shí)際利用了這一見(jiàn)解，以保持每個(gè)太陽(yáng)能電池的高電導(dǎo)率，并防止其中任何一個(gè)受到反向（負(fù)）電壓的影響，從而將極端熱量驅(qū)動(dòng)到電池中。

就其本身而言，這是電池設(shè)計(jì)方面的一項(xiàng)有益進(jìn)步。但 Kernahan 認(rèn)為他在整個(gè)電池制造價(jià)值鏈中的創(chuàng)新具有更廣泛的影響。由于大多數(shù)模塊設(shè)計(jì)用于在非常小的時(shí)間間隔內(nèi)管理溫度的廣泛變化，因此從玻璃到粘合和背板的所有內(nèi)容都旨在處理極端溫度。

通過(guò)解決反向偏置和由此產(chǎn)生的熱量，Kernahan 和 IdealPV 開(kāi)始放松并重新思考整個(gè)模塊制造過(guò)程。例如，無(wú)需旁路二極管和母線，串聯(lián)放置更多、更短的電池就變得可行了。這會(huì)降低內(nèi)部電池和面板電流并增加內(nèi)部面板電壓。反過(guò)來(lái)，這允許使用帶有角芯片、局部 AR 缺陷和裂紋的單元。這種電池通常是沒(méi)有缺陷的電池成本的一小部分。

Kerhahan 說(shuō)，去除與熱相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)的能力“降低了制造要求”，從而形成了“非常寬容的制造過(guò)程”。

這為 Kernahan 和其他人希望建立一個(gè)全國(guó)性的非營(yíng)利太陽(yáng)能模塊制造設(shè)施網(wǎng)絡(luò)打開(kāi)了大門。通過(guò)利用美國(guó)稅法中的規(guī)定，一個(gè)名為社區(qū)家庭能源改造項(xiàng)目(CHERP) 的團(tuán)體正在與個(gè)人和企業(yè)投資者合作，他們的重點(diǎn)不是股東回報(bào)和利潤(rùn)最大化，而是致力于實(shí)現(xiàn)以下基本社會(huì)使命弱勢(shì)社區(qū)，并擴(kuò)大太陽(yáng)能在低收入和中等收入人群中的采用。

今年早些時(shí)候，第一家致力于 IdealPV 太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的工廠在加利福尼亞州克萊蒙特開(kāi)業(yè)。部分由加利福尼亞州預(yù)算提供的 210 萬(wàn)美元使該工廠成為可能，該工廠正在等待國(guó)家測(cè)試實(shí)驗(yàn)室對(duì)其太陽(yáng)能電池板的認(rèn)證。一旦獲得這些認(rèn)證，CHERP 將開(kāi)始招聘，目標(biāo)是在今年晚些時(shí)候生產(chǎn)第一批模塊。

該工廠將創(chuàng)造約 200 個(gè)工作崗位，入門級(jí)倉(cāng)庫(kù)和安裝工人的時(shí)薪在 16 至 20 美元之間。每個(gè)面板在其預(yù)期的 25 年生產(chǎn)壽命中每年生產(chǎn)約 330 千瓦時(shí)。每個(gè)的建造成本約為 160 美元，組裝需要大約 45 分鐘。該工廠每年可生產(chǎn)多達(dá) 105,000 塊面板，足以滿足約 6,000 個(gè)典型的南加州家庭的需求。改用太陽(yáng)能預(yù)計(jì)每年可為這些居民節(jié)省 650 萬(wàn)美元的能源成本。

一旦第一個(gè)設(shè)施啟動(dòng)并運(yùn)行，該計(jì)劃將在全國(guó)范圍內(nèi)復(fù)制該模板，并幫助其他基于社區(qū)的非營(yíng)利組織創(chuàng)造制造就業(yè)機(jī)會(huì)并部署太陽(yáng)能。正在與西弗吉尼亞州的一個(gè)藥物濫用康復(fù)設(shè)施、密歇根州的綠色可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃以及洛杉磯的幫派康復(fù)和重返社會(huì)計(jì)劃進(jìn)行談判。

Kernahan 說(shuō)，從太陽(yáng)能電池板中去除熱量的最初目標(biāo)可能會(huì)導(dǎo)致非營(yíng)利性太陽(yáng)能制造業(yè)的出現(xiàn)。“我們希望帶回中產(chǎn)階級(jí)的就業(yè)和制造業(yè)，”他補(bǔ)充說(shuō)。 

原標(biāo)題：通過(guò)解決熱量來(lái)改變光伏價(jià)值鏈