

太阳能电网的安装成本在过去十年中急剧下降,到 2021 年,阵列的平均成本比 2010 年便宜了近 90%。这是由于规模化、材料和快速发展的技术方面取得了一些关键进展——但没有什么是永恒的。行业分析师预测,太阳能的成本效益比基本上趋于稳定,并且随着全球市场和供应链的收缩,甚至可能出现回落。
这也意味着,为了让太阳能继续推动社会向绿色、可再生能源系统转型,设计人员需要发挥创意,在保持效率的同时降低成本。
太阳能安装初创公司Erthos 提供的一个潜在解决方案是采用极简化的方法来设计其面板阵列。该公司最近宣布与Industrial Sun 合作,在德克萨斯州开发一座设计激进的 100 兆瓦 (mW) 公用事业规模的太阳能发电场,该发电场摒弃了传统的架高、固定式设置,而是直接将面板安装在地面上。如果成功,这可能会彻底改变太阳能行业——并缓解那些可以理解的批评者的担忧。
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想象一下标准的太阳能电池板设置:光伏电池由金属框架和保护性玻璃外壳框起来并支撑在地面上方。目前,对太阳能发电场进行物理封装和支撑的设计占其总成本的 20% 左右。如果工程师完全摒弃这些,那么总体成本将急剧下降,同时减少额外的资源开采、生产和消耗。这正是 Erthos 的目标,尽管有几个原因解释了为什么这从未大规模尝试过。
正如 Canary Media 报道的那样,太阳能专家指出了一些问题,例如地面安装场景周围缺乏空气流通,这可能会增加湿度,从而吸引霉菌和真菌等有机物质。然后是访问阵列中间损坏的电池板的能力,而不会踩踏或损坏其周围的电池板。再加上地面不稳定以及在该区域游荡的日常小动物,就可能导致失败。
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通过移除铝和玻璃支架以及跟踪器,该公司声称可以在一半的时间内,使用三分之一的土地,并减少 70% 的电缆和沟渠工程来建造项目。适当的防护围栏将使啮齿动物和植物远离电池板,小型移动机器人将安全地在阵列表面运行,进行清洁和小型维修。
Erthos 的没有人认为不会有进一步的优化和改进的机会,但正如该公司首席营销兼产品官 Daniel Flanigan 去年所说,与地下替代方案相比,传统的太阳能农业方法效率低下且负担沉重。他补充说,传统方法需要三倍的土地、沟渠和电缆需求,大量的钢材和其他自然资源,将桩打入地下,以及所有随之而来的额外机械复杂性和问题。
研究估计,为了切实有效遏制气候变化最严重的影响,到 2030 年,风能和太阳能需要占全球能源的至少 40%,而目前约为 10%。随着如此巨大的转变,正在进行的努力以减轻能源部门对当地野生动物的影响至关重要。