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在屋頂構(gòu)建“開心農(nóng)場” 節(jié)水又節(jié)能的光伏農(nóng)場前景如何
2023年11月13日 11:27:56
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4539
光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。對于人類而言，目前的太陽輻射能幾乎是取之不盡用之不竭的清潔能源，因此光伏發(fā)電也被認(rèn)為是現(xiàn)階段理想的綠色、可持續(xù)能源——發(fā)電過程中幾乎不會(huì)污染環(huán)境與生態(tài)。與此同時(shí)，光伏也是目前應(yīng)用相對廣泛且掌握程度相對較高的一項(xiàng)技術(shù)。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)，將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。對于人類而言，目前的太陽輻射能幾乎是取之不盡用之不竭的清潔能源，因此光伏發(fā)電也被認(rèn)為是現(xiàn)階段理想的綠色、可持續(xù)能源——發(fā)電過程中幾乎不會(huì)污染環(huán)境與生態(tài)。與此同時(shí)，光伏也是目前應(yīng)用相對廣泛且掌握程度相對較高的一項(xiàng)技術(shù)。
不過，光伏技術(shù)的發(fā)展與普及同樣存在許多問題，例如溫度與光照之間的矛盾(光伏系統(tǒng)在較高溫度下會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率降低的情況，但是長時(shí)間的光照不可避免的會(huì)增加系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度)，鋪設(shè)面積的限制等等。想要解決這些問題，除了在材料上尋求突破外，將有效空間更好的利用起來同樣是個(gè)不錯(cuò)的途徑。而在居民區(qū)鋪設(shè)光伏系統(tǒng)便成為了一個(gè)理想的突破口。
目前針對居民區(qū)光伏系統(tǒng)建設(shè)，主流的方案有兩種，一種是將城市路面嵌入光伏系統(tǒng)，有效的利用道路規(guī)劃來發(fā)電。這個(gè)方案目前問題還是材料的強(qiáng)度以及維護(hù)成本。另一個(gè)種就是在樓房天臺(tái)鋪設(shè)光伏系統(tǒng)，目前不少新小區(qū)的頂層住戶會(huì)考慮這套方案。
但即便如此，在樓頂建設(shè)光伏系統(tǒng)想要應(yīng)用好也并不容易，不過就在最近，一種新的思路或許值得我們借鑒——光伏農(nóng)場。
美國科羅拉多州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一個(gè)特殊的實(shí)驗(yàn)，他們在離地面5層樓高的平臺(tái)上，搭設(shè)了一套光伏系統(tǒng)，并在太陽能電池板下種植了一批不耐霜凍的作物。據(jù)悉，實(shí)驗(yàn)是在10月底進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)高臺(tái)在上午9時(shí)時(shí)的氣溫才零下1攝氏度。而在實(shí)驗(yàn)結(jié)束的過程中，他們成功收獲了約270千克的作物。并且，整個(gè)過程中光伏系統(tǒng)的運(yùn)作也比預(yù)想的更理想。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)還得到了一個(gè)結(jié)論：“屋頂光伏農(nóng)業(yè)用水量相當(dāng)于全日照屋頂農(nóng)業(yè)的三分之一；由于農(nóng)作物被蔭蔽，水量蒸發(fā)減少。即使有水分蒸發(fā)，實(shí)際上對農(nóng)作物頂上的太陽能電池板也有很大好處，因?yàn)殡姵匕逶綗幔示驮降?。從根本上說，植物和土壤“像出汗那樣”將水蒸氣送向電池板，給它們降溫，防止它們過熱。如果特意收集雨水，這樣一個(gè)屋頂系統(tǒng)能夠變得更加高效，比如使用水箱，并在雨季以外季節(jié)排出收集的雨水”。
此外，根據(jù)研究人員推算，在理想情況下，這樣一個(gè)天臺(tái)農(nóng)場加光伏系統(tǒng)的模式，還能提供建筑物的整體能效，提高幅度甚至能達(dá)到一成。相當(dāng)于以環(huán)保的方式同時(shí)解決了食與能源兩個(gè)問題。
事實(shí)上，這種天臺(tái)光伏農(nóng)場的思路對于人口密度較高，且樓層數(shù)量多的國家適用性更高，甚至還能對城市整體起到綠化、美化的作用。當(dāng)然現(xiàn)階段這種方案同樣也存在問題，例如如何將天臺(tái)光伏農(nóng)場的建設(shè)成本控制到大眾可以接受的程度，以及如何保證整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是節(jié)水又節(jié)能的光伏農(nóng)場或許真的能成為未來城市居民生活中的“開心農(nóng)場”。
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