速读：新技术！南京大学光伏研究新成果，解决沙戈荒大基地痛点难题！

3月28日，自然资源部、国家林业和草原局办公室、国家能源局综合司印发《关于支持光伏发电产业发展规范用地管理有关工作的通知》。文件明确指出：在严格保护生态前提下，鼓励在沙漠、戈壁、荒漠等区域选址建设大型光伏基地！

沙漠光伏虽利国利民，却有致命缺陷

(相关资料图)

中国沙漠化面积已经达到262万平方公里，占国土面积的27%，而且呈扩展的态势。以中国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠为例，其面积约为33万平方公里，在这里，光秃秃的沙漠似乎毫无价值，但如果在整个沙漠覆盖太阳能组件，总装机容量可以达到9900吉瓦，全年发电量更是惊人地达到13.86万亿度！据了解，2020年中国全社会总用电量仅为约7.5万亿度，上述沙漠光伏电站的发电量相当于1.8个中国全社会的用电量。

据了解，要在沙漠建立光伏电站，必须要克服一系列的固有的瓶颈问题。除了众所周知的沙尘暴以外，高温也是建沙漠光伏电站的一大瓶颈！

根据气象资料，沙漠气候存在极端情况，晚上温度可低至0℃，而白天温度可高达50℃以上。而光伏组件在工作时由于能量不能完全转换为电能，因此势必会有一部分能量转化成热能。因此，在白天工作时，光伏组件的表面温度甚至会更高！

实际研究案例表明，晶硅太阳能电池在20度左右的温度下，比在70度左右时的输出功率高出约20%。这意味着，即使光照条件一般，年平均温度较低的地区对光伏太阳能电站也更有利，其发电量要远高于光照过强、温度过高的地区。除了影响发电效率，高温还可能诱发热斑效应，影响组件寿命！

因此，要想在沙漠地区建设光伏电站，就需要克服一个巨大的难题——如何让光伏组件降温！

新技术！让光伏板“出汗降温”

目前光伏组件主流的降温方法是风冷法（吹风让它凉快）和水冷法（用水浇它降温）。不幸的是，用传统技术为沙漠地区光伏组件降温，往往会消耗宝贵的水资源。

受阿卜杜拉国王科技大学和香港理工大学研究团队的启发，近日，南京大学一研究小组欲通过一种水凝胶来实现光伏组件的高效降温。

这种凝胶内含一种常见的吸水材料--氯化钙盐，可以从空气中吸收水蒸气，同时，凝胶状的结构将水分凝结成液态水，包裹其中，在受热时，里面的水分会再次释放出来。

基于此，这种凝胶可以黏附在光伏组件的背面，在低温、湿度相对较高的夜晚，凝胶可以吸附空气中的水蒸气，当白天温度升高时，这种凝胶会从太阳能电池板中吸收热量释放水蒸气，蒸发的水会冷却光伏组件，就像皮肤上蒸发的汗液会让人体降温一样。

如果设置一个收集和再冷凝水的装置，释放出的蒸汽就会被截留，凝结成液态水，流入储存容器，研究人员表示：这些水可用来清洁光伏组件上积聚的灰尘，或者可以储存起来供饮用，解决干旱地区的迫切需求。

但目前这项技术还只存在于实验室的阶段，有很多细节尚未完善。例如，雨水会溶解凝胶中的氯化钙盐，削弱其吸水性能；此外，水凝胶的制备需要碳纳米管等昂贵的材料，成本较高。

南京大学研究人员表示：我们的目标是降低水凝胶的制作成本，提高其工作的稳定性，争取早日投入产业化生产，助力我国沙漠更多涌现光伏“蓝海”。

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