新技術！ 毛むくじゃらの荒野における大きな基本的な問題点を解決しましょう!

砂漠の太陽光発電は国と国民に有益だが致命的な欠陥がある
中国の砂漠化面積は２６２万平方キロメートルに達し、国土面積の２７％を占め、さらに拡大している。 中国最大の砂漠であるタクラマカン砂漠を例に挙げると、その面積は約330000平方キロメートルで、何もない砂漠には価値がないように見えますが、砂漠全体が太陽電池モジュールで覆われている場合、総設置容量は9,900GWに達する可能性があります。 、年間発電量は驚くべきことに13.86兆度です！ 2020年の中国社会全体の総電力消費量は約7.5兆キロワットに過ぎないことがわかっており、前述の砂漠太陽光発電所の発電量は中国社会全体の電力消費量の1.8倍に相当する。

砂漠に太陽光発電所を設置するには、固有の一連のボトルネックを克服する必要があることが理解されています。 よく知られている砂嵐に加えて、高温も砂漠の太陽光発電所を建設する際の大きなボトルネックです。

気象データによると、極端な砂漠気候が存在し、夜間の気温は 0 度まで下がることもありますが、日中の気温は 50 度以上になることもあります。 太陽電池モジュールはエネルギーを完全に電気に変換できないため、必然的にエネルギーの一部が熱に変換されます。 したがって、日中の動作中、太陽電池モジュールの表面温度はさらに高くなる可能性があります。

実際の研究事例では、結晶シリコン太陽電池の出力は、温度約70度の場合よりも約20度の方が約20パーセント高いことが示されています。 これは、平均的な光条件であっても、年間平均気温が低い地域の方が太陽光発電所にとってより有利であり、光が多すぎて温度が高すぎる地域よりも発電量がはるかに高いことを意味します。 高温は発電効率に影響を与えるだけでなく、ホットスポット効果を誘発し、モジュールの寿命に影響を与える可能性があります。

したがって、砂漠地帯に太陽光発電所を建設するには、太陽光発電モジュールをどのように冷却するかという大きな問題を克服する必要があります。

新技術！ 太陽光パネルを「汗をかいて冷やす」

現在、太陽電池モジュールの冷却方式は空冷（風を当てて冷やす）と水冷（水をかけて冷やす）が主流です。 残念なことに、砂漠地帯で従来の技術を使用して PV モジュールを冷却すると、貴重な水資源が消費されることがよくあります。

キング・アブドラ科学技術大学と香港理工大学の研究チームに触発されて、南京大学の研究チームは最近、ヒドロゲルを使用して太陽光発電モジュールの効率的な冷却を実現したいと考えました。

このゲルには一般的な吸水材である塩化カルシウム塩が含まれており、空気中の水蒸気を吸収し、ゲル状の構造が水を液体の水に凝縮して包み込み、加熱すると中の水が溶けます。再び解放されました。

これに基づいて、このゲルを PV モジュールの背面に接着することができます。 気温が低く湿度が比較的高い夜間には、ジェルは空気中の水蒸気を吸収し、日中温度が上昇すると、このジェルはソーラーパネルからの熱を吸収して水蒸気を放出し、蒸発した皮膚から蒸発する汗が人体を冷やすのと同じように、水は PV モジュールを冷やします。

水を収集して再凝縮する装置が設置されていれば、放出された蒸気は捕らえられ、液体の水に凝縮され、貯蔵容器に流れ込むことになる、と研究者らは述べた。「この水は、太陽光発電モジュールに蓄積した粉塵の掃除に使用できる」 、または飲料用に保存することもでき、干ばつ地域の緊急ニーズに対応します。

しかし、この技術は現在実験室段階にのみ存在しており、細部が完成していない部分が多くあります。 たとえば、雨水はゲル内の塩化カルシウム塩を溶解し、その吸水特性を弱める可能性があります。 さらに、ヒドロゲルの調製にはカーボンナノチューブなどの高価な材料が必要であり、コストがかかります。

南京大学の研究者らは、「われわれの目標は、ヒドロゲルの生産コストを削減し、作業の安定性を向上させ、早期の工業生産を目指し、砂漠に太陽光発電の「ブルー・オーシャン」がさらに出現するよう努めることだ」と述べた。