明敏 蕭簫 發自 凹非寺
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就說這高溫天氣把人逼瘋到什麼程度了。
有人甚至動了買太陽能的心思，來給自己家空調供電。
HN上也是呼聲一片，“
我們需要大量太陽能板
”還成為了全民熱議話題，討論度達到了809。
這種天氣下，英國7月一天的太陽能發電量就達到了
66.9吉瓦時
，能滿足全國
8.6%
的需求，德國那邊據說還達到了太陽能發電量單日新高。
難道說，極端高溫還真能“百害而有一利”？
BUT，非常抱歉，你可能想多了。
太陽能發電，其實也怕高溫！
太高溫，光伏發電效率下降了
這事兒還得從太陽能發電的裝置說起。
太陽能發電的原理，本質上是利用光照射半導體產生的
光伏效應
（光生伏特效應），將光能直接轉變為電能。
具體來說，就是透過將太陽光照射到P型半導體和N型半導體接觸形成的PN接面上，PN接面吸收光子的能量後，激發電子和空穴（向相反方向移動），從而出現異號電荷積累形成正負兩極，產生電壓。
從這個角度來看，更多的光能確實能產生更多的電能。
BUT，高溫
不等於
更多的光能（即使沒有太陽光，環境溫度也可能非常高）。
不僅如此，它還會嚴重影響
半導體
的工作效率。
受自身性質影響，半導體的溫度穩定性極差，必須保持在
20℃~30℃
範圍內才能正常工作，高溫散熱不及時的話，直接就燒壞斷路了。
除此之外，高溫還會產生熱斑效應和PID效應等影響。
熱斑效應
，指串聯支路中部分元件因某些原因被“遮蔽”，不僅無法產生電量，還會被當做負載消耗其他支路產生的能量。
一旦出現高溫天，區域性溫度過高的情況就會被加劇，強化熱斑效應，直接導致元件電池板老化、損壞的情況。
畢竟作為暴露在外界的“一大塊板子”，光伏電池板不可避免會被汙染，如出現
鳥屎
等。
放在平時，鳥屎也就是導致一個小電阻，但高溫一出現，就會
加劇
它帶來的影響，極易出現燒壞元件的情況。
除此之外，
PID效應
（電勢誘導衰減）也會隨著高溫潮溼的環境加劇。
由於高溫天氣往往也伴隨著潮溼，因此空氣中的大量水蒸氣，會透過封邊矽膠或背板進入元件內部，從而導致元件內部大量電荷聚集在電池片表面，造成效能嚴重下降。
綜合來看，太陽能發電的最佳溫度在
25℃
，溫度太高反而影響發電。
而且，高溫或許還對
新能源發電
有更嚴重的影響。
比如一些核電站最近都在降低發電，因為排出的冷卻水溫度太高，會對海洋生物造成威脅。
例如在去年年底，英國的託內斯核電站就不得不緊急關閉，因為較高的海水溫度導致大量水母氾濫，以至於直接堵塞了他們的冷卻水出口。
同樣在這些年，美國加州、日本、菲律賓和以色列的一些海水降溫核電站，也因為採取海水冷卻的方式，導致大量水母繁殖而無法繼續執行。
那麼，高溫會導致太陽能工作效率下降的話，透過熱能這種方式可不可行呢？
還有哪些利用太陽的發電方式？
眾所周知，我國是一個可以把黑人老哥都熱到中暑的高溫大國。
這麼好的熱能資源，咱們當然得利用起來。
所以除了太陽能光伏發電外，我國還有很多利用太陽能的新型發電方式。
比如常被拿來做比較的
光熱發電
。
在我國敦煌就建有全亞洲裝機容量
最大
、全球單機聚光面積
最大
的熔鹽塔式光熱電站。
今年6月，它的發電量超過了
3379萬kWh
，單次連續不間斷髮電
262小時
，晴天平均日發電量超過185萬kWh。
與上述提到的
光伏發電
不同，它不需要昂貴的矽晶光電轉換工藝，原理上其實類似於傳統的火力發電。
簡單來說，就是用一面面大鏡子來聚集太陽光，透過換熱裝置“燒開水”產生蒸汽，然後推動汽輪機發電。
因為原理相近，它甚至可以直接接入傳統發電廠。
其最大的好處就是沒有太陽光時，還能繼續發電。
透過儲能系統，光熱電站可以先將有太陽時的熱能收集起來，在光線不足時再呼叫。
這就避免了光伏發電中，一沒太陽就停擺的問題，還能根據下游用電需求來調峰。
與此同時，光熱電站所用導熱工質是迴圈使用的，幾乎不產生排放。
更為關鍵的是，上述我們提到光伏發電易受高溫影響的主要原因在
太陽能電池板
上，而光熱發電並不使用這一部件。
所以，應對極端高溫氣候，光熱發電或許會更有優勢？
但光熱發電同樣有劣勢，那就是對光照、佔地面積要求更高，不是一種適合小型化的技術路線。
比如敦煌光熱電站的鏡場總面積達到了140多萬平方米。
一直以來，它的建設成本也居高不下，可達到光伏發電的4-5倍。
而除了陸地上，在水面上也能利用太陽能發電，還能順便解決太陽能電池板高溫的問題。
這就是浮動式水面光伏發電。
簡單理解，就是讓太陽能發電板漂浮在水上，水作為高熱熔物質，能為光伏板散熱提供有利條件。
而且這種發電廠，可以直接建在城市郊區的湖泊水面上。
比如在我國德州丁莊鎮，就建有世界單體容量最大的漂浮式光伏電站，總裝機容量為
320兆瓦
。
屬實是“躺著就能發電”了。
One More Thing
那麼，格局再開啟些，把太陽能板發射到太空可以嗎？
畢竟地球上能接收到的太陽能量，不僅已經被大氣層反射散射過，各地區的空氣質量也會影響太陽能發電的效率。
在太空中，太陽能板理論上還能做到
24小時
持續工作，不存在夜晚的影響。
於是在20世紀70年代左右，就有人提出了
天基太陽能
（Space-based solar power）的發電方法。
嗯，就是將衛星發射到太空中，在太空中收集太陽的能量傳回地面。
它需要在衛星上搭載光伏電池，將太陽能轉換成電能，再透過天線發射微波的方式，將電能傳輸到地面接收站。
國內外都有過這方面的研究計劃。2008年，日本提出要把空間太陽能作為國家目標，還制定了相應的商業化路線圖；2014年，國內西安電子科技大學也提出了OMEGA（球形膜能量收集陣列）計劃。
然而，受限於發射成本，天基太陽能研究並沒有火起來。
直到這幾年，隨著發射成本的降低，NASA也開始重新考慮“天基太陽能”這一技術的前景。
據SpaceNews訊息，NASA已經與一些技術機構就這件事進行了討論，計劃將結果在今年9月的國際宇航大會（IAC）上展示。
不過，早在2012年，馬斯克就吐槽過這是個“蠢到沒邊兒”的事情。
你感覺這種發電方法可行嗎？
參考連結：
［1］https：//www。cnbc。com/2022/07/26/surging-temperatures-are-good-for-solar-panels-right-the-answer-is-its-complicated。html
［2］https：//fortune。com/2022/07/19/europe-solar-panels-lose-efficiency-in-high-temperatures/
［3］https：//caseyhandmer。wordpress。com/2022/07/22/were-going-to-need-a-lot-of-solar-panels/
［4］https：//en。wikipedia。org/wiki/Space-based_solar_power
［5］https：//news。ycombinator。com/item？id=32197012
［6］http：//ex。chinadaily。com。cn/exchange/partners/77/rss/channel/cn/columns/8hk2q2/stories/WS62a92f05a3101c3ee7ada95b。html
［7］https：//www。reddit。com/r/space/comments/r0yeu6/elon_musk_called_spacebased_solar_power_the/
— 完 —
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