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自十九世纪工业革命以来,人类社会一直能够通过技术快速进步。交通、城市发展、医学、信息技术、制造业和商业都因我们以更加复杂和有用的方式操纵周围世界的能力的提高而成为可能。
然而,这种技术进步付出了巨大的代价。工业革命及其对人类社会的影响——相当确切地说——是由大规模燃烧煤炭和石油等化石燃料来产生能源所驱动的。这已经释放了大量的二氧化碳(CO2)进入大气层,这反过来又导致了气候的迅速变化、地球生态系统的破坏、海洋的酸化以及一系列的环境问题。
太阳能
在保持工业化带来的生活质量优势的同时,要尽量减少我们对地球的影响,关键之一是追求清洁能源。在这些资源中,最发达和最有前途的是太阳能,通过光伏项目的应用,太阳能被捕获并转化为能源。
自20世纪70年代首次开发太阳能电池板以来,光伏技术在能源转换效率和成本方面得到了迅速的发展。随着几乎每个月都有亚博网站下载新的材料和方法上市,这方面的发展方向是非常积极的。
整个系统
然而,简单地提高效率和减少制造成本(包括光伏制造的环境成本必须考虑罕见的采矿,能源成本,运输,安装,等等)是不够的,确保我们可以停止依靠燃烧化石燃料来满足我们的能源需求。
相反,光伏管理技术的最新发展集中在所谓的系统平衡(BOS)成本上。这些是与光伏项目安装和运行相关的所有其他成本。它们包括光伏项目中的电子基础设施,如布线、开关、逆变器和电池;优化设备,如GPS跟踪器、天气监测系统和太阳辐照度传感器;将电力分配给终端用户并与之连接的电网;以及实体基础设施和需求,如办公室、服务道路、混凝土平台和土地。
除了光伏项目安装中的这些固定成本外,公用事业规模的光伏项目还必须考虑人工成本、营销、会计和法律服务、保险等管理费用,以及最终为股东和投资者带来的利润。
改进空间
这张更复杂的光伏项目图提供了对太阳能总成本更丰富的理解。在管理一个公用事业规模的光伏项目时,仅仅考虑光伏材料的转换效率是不够的。亚博网站下载
然而,由于这种复杂性,仍然越来越有效地产生从太阳能的电力。通过计算机管理和自动化分配和控制系统可以在项目管理中节省效率。
光伏项目外围方面的各种技术进步也可以提高效率,如提高电池性能、配电材料的导电性、光伏项目的理想状况、降低劳动力成本(主要来自自动化程度的提高和自清洁玻璃等技术)。亚博网站下载
一个能源丰富、环境稳定的未来的希望
光伏技术的广泛应用可以帮助推动这些所需的效率向前发展。随着公用事业规模的光伏项目产生越来越多的能源,寻求效率收益的动机也在增加。考虑到相对于整个光伏项目而言,BOS成本的规模,以及这些成本的复杂性,有很大的改进空间,最终将使太阳能转换更经济和环境效率更高。
降低BOS成本并最终以比化石燃料更便宜的价格利用太阳能发电的可能性包括:整个能源系统从转换、发电到传输再到配电的大规模自动化,可能由量子或其他先进的计算方法提供动力;在国际合作的帮助下,增加对太阳辐射水平高的场址的利用;以及物联网(IoT)推动的能源效率和电网响应能力的提高。
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