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卫星数据指导模块技术在不同气候和地区的选择

时间：2022-01-17 12:16:06 来源：

模块的选择应取决于位置，并与最有利的安装结构相匹配。

太阳能电池的性能取决于多种因素，包括纬度，辐照度光谱和温度。由于它们在特定条件下的性能，因此某些电池技术比其他技术更适合某些区域或气候条件。

例如，根据iScience上的一篇新论文的作者所述，CdTe薄膜模块在干旱地区的高温下比其硅基同类产品能更好地应对。同时，当与跟踪器结合使用时，诸如CdTe和异质结之类的高禁带模块无法提供相同水平的能量产出改善。

这是Ripalda等人撰写的研究论文在跟踪和固定倾斜光伏系统中特定于位置的光谱和热效应的关键发现。并在iScience上发表。该小组从国家太阳辐射数据库中收集了卫星数据，该数据库最近以高分辨率被提供，使得新的建模方法成为可能。

该团队获得了光谱辐照度和气象参数（如风速和环境温度）的地理和时间变化。光谱辐照度随太阳的位置，大气中的水蒸气和组件倾斜角而变化。

利用这个气象数据集，该小组将光伏效率和能源产量建模为美国位置的函数。建模是针对单结硅电池，各种异质结配置，CdTe薄膜，钙钛矿以及固定倾斜和单轴跟踪器安装结构进行的。

首先对安装在固定倾斜结构上的硅模块进行建模。早期的一个值得注意的观察是，最高的能源效率和最高的能源产量不会出现在同一地点。在美国东北部地区，模拟的组件效率更好，而在靠近墨西哥边境的地区，组件的效率更高。这是由于较高的电池温度（在较高的辐射强度下）导致较高的重组电流和较低的电压。

在靠近加拿大边境的地方，研究人员对每安装1千瓦时1400千瓦时的能源产量进行了建模，而在靠近墨西哥边境的地方，这一数字高于每安装1千瓦时2000千瓦时。

此外，研究人员将频谱校正映射到能量产生。在这里，最东北的州显示出1％的校正率。南部的州，例如佛罗里达州，卡罗来纳州和路易斯安那州，几乎没有校正率。在科罗拉多州，新墨西哥州，犹他州和亚利桑那州附近的西南地区，校正率最明显，分别为-1％和-1.5％以上。有趣的是，这种影响似乎在该区域内较为明显，加利福尼亚州或德克萨斯州的光谱校正程度远低于其邻国。

研究小组强调，忽略频谱效应会导致某些地区的能源产量过高，而另一些地区的能源产量却过低。单结中的光谱可变性影响归因于半导体的吸收阈值。这些表明地形高度与效率损失之间存在明显的相关性。

在低海拔地区，由于红外线损耗主要是由大气中的水分引起的，因此效率也较高。研究人员解释说：“由于这些损耗发生在带隙以下的能量上，因此它们具有明显的效率提高效果，而不一定伴随着能量产量的提高。”

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