风力涡轮机有一个优势,那就是它们能够承受冰冻的温度,特别是在最新的叶片除冰技术的帮助下。但太阳能电池板的情况就不同了,即使是电池板上相对少量的雪也会严重影响太阳系的能量输出。
在较冷的气候条件下,安装面板的人通常会使用倾斜或倾斜的机架系统,希望雪不会粘住,但在处理霜冻或大雪时,这并不总是可行或充分的。在许多地区,11月至2月的冬季仍然是太阳能每千瓦时的最低读数。
尽管北美的夏天即将到来,但这并没有阻止研究人员研究不同的解决方案,以最大限度地利用寒冷气候下的可再生能源。在加拿大安大略省,圣劳伦斯学院的可持续能源应用研究中心正在测试一种新型的双面模块,它可以从面板的两侧捕捉阳光。由于这种双重技术本质上是捕获太阳光的机会的两倍,这些电池板也比传统电池板降雪更快。
这项技术令人印象深刻,但它并没有完全解决积雪累积的问题,也没有解决太阳间歇性的问题。然而,卡尔加里大学的一名理科生一直在研究一种新的混合方法,将风能纳入其中。Jaswinder Brar目前正在寻找合作伙伴来开发他所谓的太阳能电池板风车锥,这是一种基于太阳能的圆锥形状的风车。
太阳能电池板风车锥由太阳能模块组成,具有自加热和防水功能,因此雪可以直接滑落。Brar说:“锥形结构为积雪覆盖留下了最小的表面面积,这是一种节省空间的设计。”他指出,与锥形相比,传统面板需要多少空间。他还表示,风车的加入有助于提高可再生能源的发电量和一致性。“风车锥不仅能在冬天茁壮成长,而且在没有阳光的时候也能依靠风能。”
Brar说得很好。混合解决方案因其处理自然矛盾的能力而受到吹捧:太阳不总是明媚的,风也不总是吹的。但在那些仅靠太阳能或风能不足以单独投资太阳能或风能系统的领域,它们也值得考虑,这使得可再生能源成为几乎任何地方的可行选择。
例如,WindStream Technologies公司的SolarMill是一种混合系统,设计用于并网和离网安装,使用三个低尺寸垂直轴风力涡轮机安装在一个单一底座上,顶部有一个太阳能电池板。这些单元可以相互连接,以增加低速和湍流风环境下的能源生产。该系统还可以克服随着时间推移的天气波动,无论是24小时还是12个月。正如该公司在其网站上所言:“一个真正的混合动力解决方案将补偿发电的季节性损失,而不仅仅是依赖于一种可再生能源系统。”
太阳能/风能混合动力系统可能是较冷气候下的理想选择,如果2013年Reiner Lemoine研究所和Solarpraxis的研究结果成立,那么大多数气候无论温暖还是寒冷都是如此。这些研究人员检查了太阳能光伏系统和风力涡轮机一起安装的表面积,发现在没有对电网产生负面影响(如间歇性问题)的情况下,产生的电量是前者的两倍。甚至连涡轮机投在电池板上的阴影(一度是人们普遍担心的问题,因为阴影会导致发电量损失)也几乎没有影响,而且被发现只会减少光伏发电量的1%到2%。
底线是:太阳能系统通常在夏季产生更多的能量,而风力涡轮机通常在寒冷的月份产生更多的电力,结合起来,这两个系统可以显著增加发电量。无论气候如何,太阳能电池板风车锥和太阳能磨坊背后的混合技术似乎都值得考虑。
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