建模显示了热量对光伏系统性能的真实成本

KAUST研究人员表明，将太阳能电池板的工作温度降低几度可以极大地增加太阳能电池板在整个使用寿命中产生的电能。面板温度越高，太阳能转换效率(PCE)越低，退化和失效的速度就越快。寻找使太阳能电池板保持凉爽的方法可以显着提高太阳能系统的投资回报率。

光伏(PV)研究的长期重点一直是改善太阳能模块的PCE，并使太阳能发电比不可再生的发电更具成本竞争力。PCE越高，光伏系统在其整个生命周期中的财务回报就越好，或者其“平均能源成本”(LCOE)越低。

其他因素可能会使这些LCOE值产生偏差。捕获阳光本质上是高温作业。Stefaan De Wolf团队的博士后Xu Lujia Xu说：“所有太阳能电池都会产生热量，这会降低电力输出并缩短模块寿命。” 面板通常可以达到60-65摄氏度，但是热量对LCOE的影响很少受到关注。

现在，Xu，De Wolf和他们的同事已经开发出一种度量，该度量通过降低模块温度与LCOE增益以提高模块效率直接比较LCOE增益。他们发现，在典型的工作条件下，通过将模块温度降低仅3摄氏度，可以找到PCE来之不易的1%的增长，从而实现LCOE的相同改善。

关键因素是，较热的面板故障发生的速度要快得多。徐说：“模块温度降低4摄氏度将使模块的故障时间缩短50%以上，而降低7摄氏度，则可将故障率提高到100%以上。”

然后，团队开发了一个模型来首先预测模块温度，然后找到降低温度的方法。最有效的方法是将模块放置在有风的环境中，并进行适当的安装，以确保有效地将热量传递到周围环境。但是他们还表明，通过在模块级别进行修改，可以取得显着的收益。用于密封模块的EVA聚合物密封剂可从太阳光中强烈吸收热量。“用更透明的材料代替EVA，甚至采用无密封剂的模块技术，都是有益的，” Xu说。

“我们的结果表明，研究人员应该更加关注模块温度，” De Wolf说。“由于晶体硅太阳能电池的效率已接近实际上限，因此应及时考虑采用其他方法来降低LCOE，这可能比电池效率的进一步边际提高更为重要。”

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