熱天氣會(huì)降低太陽能發(fā)電效率 抗暖不能靠它

:為了對抗全球暖化，太陽能這樣的低碳能源一直是最得到各界支持的，許多人期待，由太陽能電池產(chǎn)生的100％的清潔電力，是滿足我們不斷增長的電力需求的理想解決方案，然而現(xiàn)實(shí)情況沒有那么美好，逐漸高溫的氣候，會(huì)損害太陽能發(fā)電效率，換言之，仰仗太陽能來對抗暖化，恐怕不可靠。

富比士網(wǎng)站(Forbes)報(bào)導(dǎo)，麻省理工學(xué)院（MIT）的一項(xiàng)新研究揭示，太陽能電池與半導(dǎo)體電子元件有類似的特性：對溫度非常敏感。我們知道，電腦需要散熱，溫度上升會(huì)導(dǎo)致電子元件的效率下降，這種缺點(diǎn)在太陽能電池上一樣具備。

當(dāng)太陽光將能量傳遞給光敏材料中的電子時(shí)，就產(chǎn)生電流，但是相應(yīng)的代價(jià)是，在在結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生帶正電的「電洞」，它與電子的方向相反，而且會(huì)與電子結(jié)合產(chǎn)生熱，回復(fù)到無電狀態(tài)。因此光感電池如果要有效發(fā)電，必須趕在電子與電洞對消之前，將電子流傳遞出去。而溫度越高，電子與電洞重組的速率會(huì)越高，這是不好的。

根據(jù) 麻州理工學(xué)院光電研究實(shí)驗(yàn)室的伊恩‧彼得斯(Ian Peters_和多尼歐‧布納西西(Tonio Buonassisi)的研究，隨著地球暖化，太陽能效率會(huì)跟著下降，他們計(jì)算出「每增加一度溫度，太陽能發(fā)電量就會(huì)減少0.45％。」

然后，他們利用國際氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）預(yù)測的溫度變化，研究全球碳排量造成的全球升溫的情景，2040年全球碳排達(dá)到峰值，并在2100年之前，全球平均溫度將提高1.8°C。

MIT的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，全球愈熱，太陽能發(fā)電效率反而愈低，在規(guī)畫太陽能為替代能源時(shí)，必須考慮進(jìn)去。(圖/MIT)

他們在麻州理工學(xué)院技術(shù)評論中說：「隨著地球陸地上幾乎所有地方的氣溫升高，各地的太陽能功率反而都會(huì)減少。 而且部分地區(qū)的情況會(huì)比其他地區(qū)更糟糕，包括美國南部、非洲南部和中亞地區(qū)。」

然而，除了天氣熱，導(dǎo)致太陽能功率下降以外，其他因素也會(huì)影響太陽光電池的功率輸出，比如云層和大氣含水量，也就是濕度。

研究人員指出，他們用來計(jì)算功率輸出下降的「-0.45％/°C」只是一個(gè)有代表性的數(shù)字。材料科學(xué)的突破，或許可以在改變它。例如，改用較高能隙的材料，例如碲化鎘，可以改善升溫造成的效率下降問題，然而，這項(xiàng)研究已經(jīng)提示，我們可能不能期待太陽能電池幫我們降溫，它們自己都自身難保。

太陽能發(fā)電還有更多壞消息，2016年，在法國北部諾曼第圖魯伏爾小鎮(zhèn) (Tourouvre )，曾經(jīng)建立了一公里長的「太陽能公路」，希望能夠?yàn)樾℃?zhèn)的路燈帶來照明，然而，三年過去了，這項(xiàng)試驗(yàn)已經(jīng)完全失敗。

三年前，一項(xiàng)被稱為「瓦特路」(Wattway)的實(shí)驗(yàn)在圖魯伏爾小鎮(zhèn)舉行，目的是希望太陽能電池能更廣泛的安裝在任何地方，因此選擇舖在路上，使公路也能成為發(fā)電來源。這條太陽能公路總面積2800平方公尺，建造總價(jià)約520萬美元，為了承受汽車的壓力，它採用耐壓耐磨的透明硅樹脂做為表面防護(hù)層。

然而，受限于灰塵、磨損與其他問題，它從未達(dá)到過每小時(shí)790千瓦時(shí)應(yīng)產(chǎn)生的效果，最多只有一半的功率。

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