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在屋頂構建“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 點擊量：4520
光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏半導體的光伏效應，將太陽輻射能轉化為電能的一種發(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)電過程中幾乎不會污染環(huán)境與生態(tài)。與此同時，光伏也是目前應用相對廣泛且掌握程度相對較高的一項技術。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏半導體的光伏效應，將太陽輻射能轉化為電能的一種發(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)電過程中幾乎不會污染環(huán)境與生態(tài)。與此同時，光伏也是目前應用相對廣泛且掌握程度相對較高的一項技術。
不過，光伏技術的發(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)在較高溫度下會出現(xiàn)轉化率降低的情況，但是長時間的光照不可避免的會增加系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度)，鋪設面積的限制等等。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不錯的途徑。而在居民區(qū)鋪設光伏系統(tǒng)便成為了一個理想的突破口。
目前針對居民區(qū)光伏系統(tǒng)建設，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。這個方案目前問題還是材料的強度以及維護成本。另一個種就是在樓房天臺鋪設光伏系統(tǒng)，目前不少新小區(qū)的頂層住戶會考慮這套方案。
但即便如此，在樓頂建設光伏系統(tǒng)想要應用好也并不容易，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研究團隊進行了一個特殊的實驗，他們在離地面5層樓高的平臺上，搭設了一套光伏系統(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，實驗是在10月底進行的，當時高臺在上午9時時的氣溫才零下1攝氏度。而在實驗結束的過程中，他們成功收獲了約270千克的作物。并且，整個過程中光伏系統(tǒng)的運作也比預想的更理想。
根據(jù)實驗結果，研究團隊還得到了一個結論：“屋頂光伏農(nóng)業(yè)用水量相當于全日照屋頂農(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)，實際上對農(nóng)作物頂上的太陽能電池板也有很大好處，因為電池板越熱，效率就越低。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，這樣一個天臺農(nóng)場加光伏系統(tǒng)的模式，還能提供建筑物的整體能效，提高幅度甚至能達到一成。相當于以環(huán)保的方式同時解決了食與能源兩個問題。
事實上，這種天臺光伏農(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。當然現(xiàn)階段這種方案同樣也存在問題，例如如何將天臺光伏農(nóng)場的建設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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