光伏組件的能源收集率概況

太陽(yáng)的光線出現(xiàn)在生活中的每一個(gè)地方，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)太陽(yáng)，太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)提供光源，而且也能為人類提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽(yáng)能。世界不可避免地走向更可持續(xù)的生活方式。環(huán)境的可持續(xù)性需要改變當(dāng)前的生活方式，并在我們的日常消費(fèi)中引入新的，更可持續(xù)的解決方案。

由研究人員Dmitri Vinnikov教授帶領(lǐng)的TalTech電力電子研究組，在過(guò)去十多年來(lái)一直致力于研究如何提高替代能源發(fā)電單元的生產(chǎn)效率。Vinnikov教授表示：“在以往的替代能源部署中，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，價(jià)格非常昂貴，近幾年得益于材料技術(shù)發(fā)展和電力電子工程師的努力，普通消費(fèi)者也可以支付得起這個(gè)價(jià)格了。”

由 Dmitri Vinnikov領(lǐng)導(dǎo)的研究組正在致力于研究太陽(yáng)能光伏生產(chǎn)。在理想條件下，任何光伏系統(tǒng)都可以為消費(fèi)者提供電力。但在我們所在的維度，并沒(méi)有光伏組件的理想條件。影響這類系統(tǒng)的環(huán)境和自然因素大多數(shù)是(排除北歐的陽(yáng)光)沉積在光伏組件表面的污垢(雪、土壤和樹(shù)葉)，以及較低太陽(yáng)能照射角度導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間陰影問(wèn)題。

Dmitri Vinnikov解釋道：“為了將來(lái)自可再生能源的能源轉(zhuǎn)化為電能供消費(fèi)者使用，必須使用電網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將可再生能源的輸出轉(zhuǎn)化為適合家用電器的電流。除了轉(zhuǎn)換器之外，還必須使用一種稱為“功率優(yōu)化器”的特殊設(shè)備來(lái)最大限度地收集能源，這樣它就不會(huì)受到天氣的影響，并為消費(fèi)者提供最大的利益。”

塔林理工大學(xué)的電力電子研究人員已經(jīng)采取了進(jìn)一步的措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題——他們開(kāi)發(fā)了一種混合技術(shù)Optiverter， 結(jié)合了光伏功率優(yōu)化器和電網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。它是一種新型的功率半導(dǎo)體逆變器技術(shù)，應(yīng)用于中小型光伏裝置的電力系統(tǒng)中，并有可能應(yīng)用于集成光伏的建設(shè)。

Optiverter的第一個(gè)原型已在2016年完成。經(jīng)過(guò)三年的研發(fā)，研究組正計(jì)劃與愛(ài)沙尼亞的Ubik Solutions OU公司合作，在不久的將來(lái)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)optiverter，這是住宅太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)不可或缺的裝置。

Vinnikov教授表示：“由于專利的多模控制，輸入電壓范圍比商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)U大了三倍。比如光伏組件的功率優(yōu)化器Optiverter 可確保最大的能源收獲，即使光伏組件是在陰沉或不透明的陰影下，這通常會(huì)阻礙傳統(tǒng)光伏微逆變器的能源生產(chǎn)。這是區(qū)別于目前市場(chǎng)上現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。”

科學(xué)家估計(jì)Optiverter預(yù)期使用期限大約25年(與高檔太陽(yáng)能電池板的壽命相同)。Optiverter與我們目前以化石燃料為基礎(chǔ)的能源生產(chǎn)相比，具有不可估量的優(yōu)勢(shì)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，Optiverter技術(shù)不僅環(huán)保，而且能夠可持續(xù)發(fā)展。

“很明顯，可再生能源，無(wú)論是風(fēng)能、生物燃料、天然氣還是太陽(yáng)能，都是未來(lái)的發(fā)展方向，”Vinnikov教授表示。“即使歐盟沒(méi)有越來(lái)越嚴(yán)格的要求(適用于汽車燃料價(jià)格，也適用于建筑工程和能源生產(chǎn)等)，生活本身也會(huì)迫使我們使用更可持續(xù)的替代技術(shù)。”所有這些都使得目前的傳統(tǒng)能源生產(chǎn)成本越來(lái)越高，而光伏系統(tǒng)在過(guò)去5年經(jīng)歷了難以置信的成本下降。”目前太陽(yáng)能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。