太阳能
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台湾推动浮动太阳能：发电量比陆地高12%，收益更高
台湾海湾安装的一个新的浮动太阳能项目成功生产出12%更多的电力，与相同规模的陆地电厂相比。
此外，尽管维护和运营成本较高，但净收益更高，证实了这种技术可以与传统系统竞争。
系统的技术优势
太阳能电池板在过热时会失去效率。在台湾的案例中，水和海面上的气流提供了自然冷却，使得模块能够在更稳定的条件下工作，并且每天工作更长时间。
更高的热效率：较低的温度减少了过热。
持续生产：海洋环境提供自然通风。
直接比较：与参考陆地电厂相比，性能显著优越。
海洋太阳能的挑战
该设施面临比陆地更为严峻的条件：
盐分湿度和腐蚀。
海浪和风暴。
海鸟粪便。
漂浮的树干和垃圾的冲击。
所有这些都要求设计更坚固的结构并进行频繁的清洁。根据研究人员的说法，在海上建造太阳能电厂的成本可能比在陆地上高30%，尽管额外的生产在设备的使用寿命期间弥补了大部分费用。
区域和全球背景
在像台湾、日本和韩国这样人口密集的国家，空间的缺乏推动了浮动太阳能项目的扩展。
在欧洲，荷兰和德国正在试验能够承受高达10米海浪的海上平台。尽管一些系统因技术问题而失败，但趋势表明持续增长。
与海上风能的结合
能源行业已经在海上部署了数千台风力发电机。整合浮动太阳能和海上风能可以稳定可再生能源的生产：
当风力减弱时，通常有太阳辐射。
当太阳减少时，风力可以维持发电。
这种混合模式提供了更高的能源安全性和效率。
对岛屿和沿海城市的影响
台湾高度依赖能源进口，视此技术为战略解决方案。其他岛国如印度尼西亚、菲律宾和加勒比地区可以通过减少对柴油的依赖而受益。
此外，工业化的沿海城市将这些平台视为在消费中心附近生产电力而不占用更多土地的一种方式。
未来挑战
海洋浮动太阳能仍处于早期阶段。主要挑战是：
提高材料的耐腐蚀性和抗波浪性。
降低安装和维护成本。
减少对海洋生态系统的影响。
技术创新将是决定性的：防腐涂层、柔性结构和智能维护系统可能会改变该行业的经济可行性。
台湾的项目表明，海洋浮动太阳能可能比陆地太阳能更高效和更具成本效益，为全球能源转型开辟了新的机会。虽然它不能单独解决气候危机，但它确实扩大了生产可再生电力的有效空间，并为岛屿和沿海城市提供了战略解决方案。
加泰罗尼亚每天连接40个自用太阳能设施，迈向能源转型
El 加泰罗尼亚自给自足观察站，由加泰罗尼亚能源研究所(Icaen)编制，报告称2025年登记了14,873个新的太阳能装置，这意味着公园增长了12%，装机容量增加了18.3%，增加了253.23兆瓦。
总的来说，加泰罗尼亚拥有138,419个光伏自给自足装置，总装机容量为1,634.55兆瓦。
近期发展
尽管新装置的速度连续第三年下降（2023年为42,000个，2024年为21,500个，2025年为14,873个），但向更大规模设备的趋势得以巩固：
5到25千瓦的装置：新增6,967个。
小于5千瓦的装置：新增6,519个。
共享自给自足，为多个消费者供电，装置数量增长了32.8%，装机容量增长了64.2%，达到2,342个单位和67.8兆瓦。
按行业分布
家庭：占装置的85.8%，占总装机容量的36.8%。
工业：设备占3%，但装机容量占34%。
大型装置（>100千瓦）：仅占总数的1%，但代表了34.5%的装机容量。
地域分布
巴塞罗那：81,193个装置和964.52兆瓦。
赫罗纳：23,531个装置和251.13兆瓦。
塔拉戈纳：22,262个装置和257.1兆瓦。
莱里达：11,433个装置和161.79兆瓦。
推动政策
领土、住房和生态过渡部长Sílvia Paneque强调，自给自足反映了加泰罗尼亚对能源过渡和脱碳的承诺。
政府已批准行政简化措施，并通过Comunitatenergetica.cat平台促进能源社区。此外，还通过公共公司La Energética推动在公共建筑中安装太阳能系统。
2050年展望
加泰罗尼亚能源展望估计，为实现2050年的脱碳目标，需投入500,000个自给自足装置。这一目标意味着需要将现有公园扩大三倍以上，并巩固一个分散、可持续和参与的能源模型。
加泰罗尼亚的光伏自给自足正向更大规模和共享的装置发展，巩固了分散的能源模型。尽管近年来新注册数量下降，但装机容量仍在增长，这反映了加泰罗尼亚能源过渡的质变。到2050年的挑战将是保持扩张速度，并确保家庭、企业和公共机构积极参与清洁能源的生产。
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。
