全球暖化影響再加一,均溫上升 1 度、太陽能發電量就會減少 0.45%

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 23 日 19:10 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly


全球暖化使世界各地的氣候變化愈來愈極端,影響範圍除了生態環境、人們生活品質,連太陽能發電效率也受波及,美國麻省理工科學家指出,隨著溫度逐漸攀升,每上升 1 度,矽晶太陽能模組發電量將會減少 0.45%。

對於太陽能板來說,日照時數跟環境溫度同樣重要,先前太陽能專家 Soren Lange 就表示,太陽能板是將光轉換成電,並非將熱能轉換成電能,炎熱天氣反而會降低轉換效率,太陽能可能更適合在晴朗寒冷的地區發展。

太陽能電池結構基本上由 P 型與 N 型半導體接合而成,這種結構稱為 PN 接面。當電池吸收陽光時,PN 接面會產生電子電洞對(electron-hole pair),在內建電場的作用下,受到刺激的電子和失去電子的電洞會朝相反方向移動,進而產生電流與電壓,但若溫度提高,會加快電子電洞對再結合速度,使發電量下降。

這也是水面型太陽能受矚目的原因之一,太陽能板能藉由水的冷卻效果最佳化發電效率與性能,進而提高整體發電量,顯示太陽能在較冷的地方具有較高的發電潛力。

然而不幸的是,如果不控制溫室氣體排放,二氧化碳濃度不斷攀升、2100 年均溫上升攝氏 1.8 度,屆時太陽能發電量將會受到影響,根據麻省理工科學家研究,年均發電量(kWh per kWp)將會減少 15KWh,某些地區更換下降 50KWh,美國南部、非洲南部和中亞影響最大。

(Source:麻省理工

麻省理工太陽能研究實驗室團隊指出,只要均溫上升一度,太陽能發電量就會下降 0.45%。

全球暖化不斷地衝擊人們的生活,不過團隊也指出,新型太陽能板也會帶來新希望,全新的電池材料說不定有更強大的「溫度抵抗力」,團隊論文指出,像是碲化鎘能隙較大、約為 1.45eV,與太陽光譜匹配度高,效率下降的幅度較小。

但即使未來的太陽能板足以抵抗高溫,人們還是得努力降低碳排放量,畢竟全球暖化負面影響不僅如此會,造成一系列的動植物危機,還會加劇全球經濟不平等,百害無一利。

(首圖來源:Flickr/JR CC BY 2.0)

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