新型太阳能电池可在模块两侧发电
太阳能行业只需一个简单的技巧就能将太阳能发电厂的效率提高 25%:太阳能电池板的背面也可以吸收阳光。
滑雪者都知道这一点:如果某个星期天他们没好好涂防晒霜,到了晚上就会被晒伤。这是因为白雪会反射阳光,使皮肤暴露在比冬天坐在阳台上时高得多的紫外线下。
光伏行业希望利用这一效应来提高太阳能发电厂的效率。传统的太阳能电池板有一个缺点:它们只能在阳光照射的一侧发电,这意味着电池板的正面无法利用反射的阳光。
因此,研究机构和企业正在考虑一种能够将背景太阳能转化为电能的太阳能电池。根据安装位置和类型的不同,与传统太阳能电池板相比,它可以将生产效率提高高达25%。
SolarWorld、天合光能、英利和LG等行业巨头已将首批此类组件推向市场。与传统太阳能电池板最显著的区别在于,这些组件背后有一层薄玻璃板,这层玻璃板负责耐候性,但仍允许反射光线穿过。而传统组件则覆盖着一层薄薄的不透明薄膜。
第二个不同之处:太阳能电池板后面的金属电接触点(通常由铝制成)并不像通常那样覆盖整个区域。“相反,(新模块中的)触点由铝或银制成,薄如头发丝,厚度不超过 100 微米。因此,反射的光线可以轻松到达太阳能电池板,而不会受到任何阻碍。”哈默尔恩太阳能研究所 (ISFH) 的 Thorsten Dullweber 博士解释道。
效率提升的幅度很大程度上取决于太阳能电池板背面的反射率以及其后方的可用空间。如果安装在深色的马鞍形屋顶上,新型太阳能电池板的效率会很低。但据杜尔韦伯博士称,如果安装在浅色背面的支架上或平屋顶的白色砾石上,其效率会比传统太阳能电池板提高 10% 至 15%。
对于位于沙漠或其他地面含沙量较高的地区的太阳能园区,其效率与浅色地面或白色砾石地面相当。将太阳能电池板安装在面向太阳的支架上,效率可提高高达 25%。“这主要是因为照射到组件正面的阳光量增加了,组件背面也吸引了更多的光线。”杜尔韦伯博士说道。
同时,这些新型太阳能电池板的成本并不太高,只比标准系统高出4%到7%,相比于提高10%到15%的生产率,这已经非常不错了,ISFH的科学家表示。
这种新型太阳能电池板的另一个吸引人之处在于,这些组件每天可以发电两次。总部位于柏林的初创公司 Next2Sun 在德国萨尔州进行了一项小型实地试验,采用了东西向垂直安装的方式,太阳能电池板的正面在早上发电,背面在下午发电。
然而,与风力发电场或其他太阳能发电厂相比,这些新型太阳能发电厂占用更多空间——模块排必须间隔较大,以免相互遮挡。不过,Next2Sun 首席执行官 Heiko Hildebrand 表示,这也可能是一大优势:由于模块排间隔较大且直立,因此不会浪费模块的空间。相反,它们可以承担生态功能或用于农业生产。例如,这些太阳能发电园区可以用作牛的牧场或种植用于动物饲料的作物。
“对德国来说,这个选择确实合适”康斯坦茨ISC能源研究中心的研究员Forscher Kopecek说道。Next2Sun目前正准备继续建设此类太阳能园区。到今年夏天,萨尔州将再建一座2兆瓦的太阳能发电厂。