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霧霾頻發 太陽能設備性能大打折扣
來源：本網綜合 | 0評論 | 4946查看 | 2014-02-21 14:29:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網訊：2月21日，北京市空氣重污染應急指揮部12時發布消息，鑒于北京未來污染物擴散條件沒有明顯改善，污染重，所以將空氣重污染預警由黃色升級為橙色，兩個級別的預警啟動間隔只有24小時。這也是北京首次啟動該級別的重污染預警。


　　持續霧霾下，采用太陽能技術來節能減排也面臨效率低下的問題，無論是光熱技術和光伏技術，在霧霾之下，全都“英雄無用武之地”。下面是《文匯報》發表的一篇對上海地區霧霾天氣情況下的太陽能利用情況的報道。相比北京，上海的情況算是不錯了。

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　　家住楊浦區控江二村的李老伯總覺得，這個冬天他家的太陽能電熱水器不太給力：同樣是晴天，以往能燒到50-60℃，現在不少時候只能燒到30-40℃，遇上一家人洗澡“撞車”，熱水就斷供了。

　　遇到類似問題的不止李老伯一家。上海交通大學機械與動力工程學院教授代彥軍透露，和上一個冬天相比，該校綠色能源樓太陽能小屋的發電量減少了約三成。是什么讓太陽能設備患上了“肌無力”？對比了近兩個冬天的光照數據后，代彥軍認為，很可能是去年12月以來頻頻出沒的霧霾遮住了部分陽光。

霧霾“吞噬”發電量

 　　光熱和光電轉化，是目前太陽能的兩大主要應用領域。李老伯家的洗澡水和上海交大綠色能源樓的日常用電，其能量來源都是陽光。太陽光主要包括可見光、紅外線和紫外線，其中可見光占到50%以上，紅外線占了約40%。太陽能利用有“天敵”，遇到多云或下雨天，設備大都“情緒不佳”或干脆“罷工”。代彥軍說，那是因為可見光和紅外線被厚厚的云層擋住了。

 　　如今，太陽能利用又多了一道“坎”。位于上海交大閔行校區的太陽能小屋裝有一臺6.8千瓦的光伏發電系統。查閱近兩個多月的發電記錄，代彥軍發現，空氣質量與發電量之間存在著密切聯系。比如，去年12月7日，上海的最高氣溫為15℃，PM2.5的日均濃度為156微克/立方米，發電15度；1月13日的最高氣溫為16℃，PM2.5的日均濃度為40微克/立方米，發電26.6度。而那兩天都是晴到多云的天氣，最高氣溫也不相上下，太陽輻射量按理差不多，最大的可能是霧霾讓太陽能小屋“損失”了43.6%的發電量。

 　　同樣是霧霾天，PM2.5的濃度也影響著發電量。根據太陽能小屋的發電記錄，去年12月24日的最高氣溫為9℃，PM2.5的日均濃度為134微克/立方米，發電21度，雖然氣溫較12月7日低了6℃，卻多發了6度電。代彥軍解釋說，可見光波長短，穿不透大氣顆粒物組成的屏障，可見光少了，發電量自然也就少了。

汽車尾氣更“消光”

　　霧霾如何影響可見光？復旦大學環境學院教授莊國順給出了一個專業名詞：消光。霧霾中可導致能見度降低的物質主要有4類：有機氣溶膠、硫酸鹽、硝酸鹽和黑炭。其中，占霧霾顆粒總量20%-30%的有機氣溶膠對消光的貢獻最大，達47%；硫酸鹽對消光的影響為24%；而硝酸鹽則為14%；僅占顆粒物總量3%-5%的黑炭也不容小覷，達12%。

 　　值得注意的是，“消光大戶”有機氣溶膠有相當部分來自汽車尾氣中的有機烴。近年來，國內機動車保有量飆升，“交通對‘消光’的貢獻甚至可能超過工業。”莊國順說。

 　　在消光率的計算上，顆粒物種類、濃度、大小等因素都要考慮在內。“盡管PM2.5的個頭比PM10小，但在消光能力上卻遠超后者。”莊國順說，“因為相同質量的PM2.5在數量上要比PM10多得多，其相應的總表面積也大得多。”當光遇到這些懸浮在空氣中的小顆粒時，原本規整的光線會變得雜亂無章，空氣中的細顆粒物越多，能見度也就越低。

治霾提高發電效率

　　十面“霾”伏之下，太陽能的境遇有些喜憂參半：一方面，治理霧霾需要更多以太陽能為代表的可再生能源替代傳統能源；另一方面，霧霾的常態化又讓太陽能的利用效率大打折扣。

　　中科院上海微系統與信息技術研究所新能源技術中心主任劉正新研究員說，目前，商業化單晶硅太陽能電池的發電效率已進入瓶頸期，約為17%-18%，再想提高，難度非常大。此前，科學家們用了3年時間，才將單晶硅光伏電池的發電效率從16%提高到了17%，如今，一場霧霾就足以抵消好幾年的努力。

　　眼下，科學家們仍在想盡辦法突破極限，國家863、973等計劃也為此投入了數億元研究經費，以開發各種新型太陽能電池。比如國際上“紅得發紫”的鈣鈦礦型太陽能電池，樂觀估計，其發電效率有望在年內從現在的15%提升至20%。有專家認為，相較電池技術本身的進步，也許治理霧霾對于當下顯得更為急迫和有效。
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