太阳能
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煤炭污染使全球太阳能发电量减少5.8%：牛津大学和伦敦大学学院警告隐性负担
一项由牛津大学和伦敦大学学院 (UCL)进行的研究，发表在《自然可持续性》上，揭示气溶胶——悬浮在空气中的小颗粒——在2023年将全球太阳能产量减少了5.8%。这相当于111 TWh的能源损失，类似于18个中型燃煤电厂的发电量。
煤炭与太阳能的相互作用
研究通过卫星图像和大气模型分析了超过140,000个光伏太阳能装置。关键发现是：煤炭排放会散射和吸收阳光，减少到达面板的光量。
在2017年至2023年间，新的太阳能装置平均每年增加了246.6 TWh，但气溶胶造成的损失达到了74 TWh，几乎是这些收益的三分之一。这表明一个鲜为人知的互动：化石燃料排放直接限制了可再生能源的性能。
中国的案例
太阳能产量：2023年为793.5 TWh（占全球总量的41.5%）。
气溶胶损失：减少了7.7%。
来源：约29%的损失来自燃煤电厂。
有趣的是，中国显示出持续改善：在2013年至2023年间，损失每年减少1.4%，这得益于更严格的法规和超低排放技术。
全球影响
主要作者Rui Song警告说，能源转型的效果不如预期：
“排放改变了辐射环境，直接削弱了太阳能发电的性能。”
此外，空气污染不仅阻挡阳光，还改变云层，这可能导致实际损失超过测量值。
分析工具
研究人员结合了：
全球卫星图像。
用于绘制太阳能装置的机器学习。
用于计算损失的经过验证的太阳能模型。
Jan-Peter Muller强调，未来可以通过地球静止卫星每10分钟实时观察尘埃和烟雾对太阳能的影响。
政策影响
共同作者Chenchen Huang指出，忽视这些损失可能导致高估可再生能源产量，偏离可持续发展目标。她提议取消煤炭补贴并加强排放控制政策。
牛津净零创始人Myles Allen教授补充说，所有符合巴黎协定的情景都需要快速转向远离煤炭，但这尚未发生，因为煤炭的能源仍然“出奇便宜”，掩盖了其真实成本。
研究表明，煤炭污染不仅影响健康和环境，还降低了太阳能的效率，限制了向清洁未来的过渡。要取得进展，必须整合更严格的排放控制政策，并认识到在煤炭仍占主导地位的情况下，可再生能源无法充分发挥其潜力。
斯坦福研究人员开发出一种太阳能水凝胶，从空气中生产饮用水并能承受超过190个循环
缺乏饮用水的获取仍然是地球上最严重的无声危机之一。长期干旱、河流污染和地下水过度开采影响了数百万人。在这种背景下，斯坦福大学的研究人员开发了一种水凝胶，能够从空气中捕获湿气，并仅使用太阳能将其转化为饮用水。
水凝胶的工作原理
成分：氯化锂和类似于卫生产品的吸收性聚合物。
夜间过程：捕获大气湿气。
白天释放：在太阳的热量下，水蒸发、凝结并收集为可饮用的液态水。
耐用性：超过190个使用周期，相比之前的水凝胶仅有30个周期。
产量：每天最多2升，足以满足紧急情况下的基本饮水需求。
技术创新
关键的进展是应用了一种防腐涂层于设备的金属表面。这防止了释放会降解聚合物的离子，即使在75°C的极端温度下也能保持稳定。
应用潜力
该自主系统不需要电力、管道或附近的水源，这为以下领域打开了可能性：
偏远农村社区。
气候避难所和临时营地。
受自然灾害影响的地区。
难民营和冲突地区。
目前，许多干旱地区依赖长途运输的水罐车，这些车消耗化石燃料。一个自主的太阳能系统可以减少这种依赖性并改善可持续性。
经济和环境影响
团队估计，如果进行工业化扩展，成本可能接近每升0.01美元，远低于瓶装水，并与其他分散系统竞争。此外，该技术可能有助于减少如数据中心和半导体制造等行业产生的水压力，这些行业消耗大量淡水。
待解决的挑战
提高效率并增加每日产量。
降低材料成本以实现大规模生产。
评估其对灰尘、紫外线辐射和极端气候变化的抵抗力。
自然灵感
其他国际项目正在探索类似的解决方案，灵感来自沙漠生物，如纳米比亚甲虫或能够从雾中凝结水的仙人掌。斯坦福的水凝胶的区别在于其耐用性、低能耗和机械简单性。
斯坦福的太阳能水凝胶表明，大气水的捕获不再只是实验室实验：它正接近具有潜在人道主义和环境应用的实际应用。直接从空气中生产饮用水可能成为应对干旱、热浪和全球水资源压力的关键工具。
德国的垂直浮动太阳能板：挑战传统逻辑的能源创新工厂
德国公司SINN Power GmbH推出了全球首个基于专利技术SKipp的垂直安装浮动光伏电站。试点项目安装在斯塔恩贝格的砾石场，拥有2,500块垂直面板，总功率为1.87兆瓦，部分为附近的工业提供电力。
革命性之处在于模块东西向排列，在早晨和下午产生两个峰值，正好与家庭和工业的高峰用电时间相吻合。
创新的技术优势
双峰曲线：东侧面板捕捉晨光，西侧面板捕捉晚光，减少了对电池的需求。
反照效应：湖面将光线反射到双面模块的底部，增加了多达30%的产量。
被动冷却：水和空气流通保持面板温度较低，延长了使用寿命。
抗风稳定性：每个浮动单元配备1.6米的龙骨和高强度电缆，允许类似现代摩天大楼的可控偏转。
环境和经济影响
虽然初始投资高于陆地安装，但效率和使用寿命弥补了成本。此外，该工厂作为一个活实验室，用于研究湖泊的生态影响：
模块之间保持4米的间隔，以允许光和氧气通过。
科学家警告说，需要多年的监测来评估对营养物质和水生生态系统的影响。
重新定义太阳能
传统上，太阳能板倾向于朝南安装，以在中午最大化辐射。然而，这一峰值与实际需求不符。巴伐利亚工厂证明垂直排列可以对齐发电和消费，提供更高效和可持续的替代方案。
全球浮动太阳能背景
德国的安装加入了一个日益增长的趋势：利用水库、湖泊和采石场的水面安装浮动太阳能板。日本、中国和荷兰等国已经在尝试类似项目，尽管使用的是传统倾斜面板。德国的创新通过将浮动与垂直结合，开辟了新的方向。
此外，发电与实际消费的重合可能是减少城市电网压力和降低对昂贵储能系统依赖的关键。
SINN Power的创新开启了能源转型的新篇章：垂直浮动太阳能板在最需要的时候产生能量。这一模式可以在其他地区复制，结合效率、可持续性和对气候变化挑战的适应。
El Quemado：阿根廷最大的太阳能公园在门多萨开启双面板时代
El Quemado 太阳能公园在拉斯埃拉斯（门多萨）落成，被确立为全国最大的，也是第一个在大型投资激励制度（RIGI）下批准的项目。
该公园占地620公顷，位于门多萨沙漠地带，拥有超过518,000块双面太阳能板，充分利用了全国太阳辐射最强的地区之一。
装机容量达到305兆瓦，分为两个阶段：
第一阶段：200兆瓦。
第二阶段：额外105兆瓦。
所产生的能源相当于超过233,000个家庭的用电量，足以满足门多萨、拉斯埃拉斯和拉瓦列的住宅需求。
尖端技术
El Quemado 太阳能公园采用双面太阳能板，能够通过两面发电：
正面捕捉直接的太阳光。
背面利用地面反射的辐射。
此外，太阳能板从东到西旋转，跟随每日太阳弧线，最大化能源效率。
该项目包括建设一个GIS变电站，一个双母线和三个220 kV/33 kV变压器的出线子站，以及180公里光纤用于集成控制和保护系统。能源注入阿根廷互联系统（SADI），并通过能源期货市场（MAT）进行商业化。
投资与经济模式
该项目耗资2.2亿美元，成为国家政府在RIGI下推动的经济模式的“旗舰”。该倡议由门多萨能源公司（EMESA）开发，并由YPF Luz收购和建造。
太阳能的重要战略意义
阿根廷的太阳能公园是能源转型和生产结构多样化的关键：
高自然潜力：胡胡伊、萨尔塔和卡塔马卡等地区提供了理想的条件。
能源安全：减少对化石燃料的依赖。
经济发展与就业：创造就业机会，推动农村经济。
环境可持续性：减少碳足迹，保护生态系统。
盈利能力：超过25年的使用寿命，为工业用户节省大量成本。
分布式发电：允许将多余电力注入电网，减少电费50%至90%。
2026年的投资背景
预计投资：45亿美元用于转变能源结构。
监管框架：第27,191号法律和RIGI是大型项目的推动力。
区域领导力：圣胡安贡献了全国31.9%的太阳能。
待解决的挑战：扩大电力运输能力以连接新的公园。
El Quemado象征着阿根廷的能源未来：一个结合了技术创新、战略投资和环境可持续性的项目。其落成标志着向更清洁和多样化的能源结构转型的里程碑，使该国在太阳能领域成为区域典范。
古巴通过启用首个配备电池的太阳能公园加速能源转型
古巴在其能源转型战略中迈出了新的一步，全面启用了位于马哈瓜市的“安赫尔·德尔·卡斯蒂略·阿格拉蒙特少将”光伏太阳能公园。该设施为国家电力系统提供5兆瓦的电力，并代表了该国的前所未有的创新。
该项目的亮点在于首次在岛上引入了电池储能系统。这种技术可以保存部分产生的能量，并在高需求时段或电力供应中断时使用。
此外，该工程是与中国合作推动的合作计划的一部分，该计划包括总计120兆瓦的捐赠，旨在加强古巴的可再生能源。
智能电池改善电网稳定性
马哈瓜太阳能公园的主要技术创新是其能源储存能力。该系统配备了最新一代的电池，能够支持额外的1兆瓦电力，以稳定国家电网。
借助这一工具，电厂可以调节电压和频率的变化，这是像太阳能这样的间歇性可再生能源面临的主要挑战之一。这样可以确保更稳定和安全的电力注入。
此外，该系统为该地区提供了部分自主性，以应对一般性的供应故障。在电力中断和结构性困难的背景下，能源储存成为减少基础设施脆弱性的战略解决方案。
另一方面，古巴专家和中国技术人员共同参与了该项目的建设和启动。合作使得技术知识的引入成为可能，这些知识可以在岛内的未来能源开发中复制。
古巴太阳能的增长
近年来，古巴加大了努力，以多样化其能源结构，并减少对进口化石燃料的依赖。太阳能公园的扩展成为应对能源危机的主要举措之一。
目前，该国在谢戈德阿维拉、奥尔金、卡马圭和拉斯图纳斯等省份推动了不同的光伏项目。这些举措旨在利用岛上有利的气候条件，其中太阳辐射在一年中的大部分时间都很充足。
此外，可再生能源的引入被视为降低发电成本和减少污染排放的关键工具。太阳能还可以减轻对老化电网的压力，该电网面临着经常性的维护问题。
同时，与能源储存相关的技术发展变得越来越重要。电池开始被认为是确保依赖可再生能源的电力系统稳定性的关键。
这种类型的倡议有哪些好处？
马哈瓜太阳能公园的启动带来的好处不仅限于电力生产。首先，它有助于减少化石燃料的消耗以及与传统发电相关的温室气体排放。
此外，太阳能的使用减少了空气污染，并改善了国家能源系统的可持续性。电池的引入则有助于更高效地管理生产的电力。
另一方面，该项目加强了当地社区的能源安全。在基础设施问题影响的地区，拥有电力支持的可能性尤为重要。
因此，古巴正缓慢地向更具弹性的能源模型迈进，其中清洁能源开始在当前的经济、环境和社会挑战中占据中心位置。
