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萊比錫應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家們研究了在德國(guó)能源市場(chǎng)大規(guī)模部署西東向垂直光伏系統(tǒng)的潛在影響。他們發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的地面光伏電站相比，這種裝置可以在穩(wěn)定國(guó)家電網(wǎng)方面產(chǎn)生有益影響，同時(shí)可與農(nóng)業(yè)活動(dòng)進(jìn)行更大整合。

研究人員使用了由丹麥奧爾堡大學(xué)開發(fā)的EnergyPLAN模型，它通常被用來(lái)模擬國(guó)家能源體系包括電力、供暖、制冷、工業(yè)和運(yùn)輸部門的逐小時(shí)運(yùn)行情況。該研究有助于預(yù)測(cè)到2030年德國(guó)能源體系如果部署更多垂直光伏系統(tǒng)會(huì)是何種場(chǎng)景。

“我們僅系統(tǒng)地改變了兩個(gè)參數(shù)：首先，不同光伏型號(hào)的裝機(jī)功率份額，”學(xué)者們說(shuō)，并指出沒(méi)有考慮太陽(yáng)能跟蹤器。“其次，考慮了兩種場(chǎng)景——集成或是不集成大規(guī)模儲(chǔ)能。”

對(duì)于傳統(tǒng)的地面安裝系統(tǒng)，科學(xué)家們考慮采用20度傾斜角和平均1020Wh/W的估計(jì)發(fā)電量。對(duì)于西東向的雙面垂直系統(tǒng)，他們假設(shè)雙面性系數(shù)為90%，年發(fā)電量為999Wh/W，而對(duì)于南北向的垂直系統(tǒng)，年發(fā)電量則設(shè)為926Wh/W。

他們說(shuō)：“在我們的模型中，2030年電力需求增加到1214TWh/a，主要依據(jù)對(duì)節(jié)能和燃料轉(zhuǎn)型的假設(shè)。最大的不確定因素是建筑和工業(yè)的供熱。”

他們還考慮到了雙面面板成本較高，以及垂直安裝的單位面積可安裝功率因遮陽(yáng)效應(yīng)而降低，因?yàn)榻M件行距通常在8米至12米之間，這反過(guò)來(lái)又增加了布線成本。

他們說(shuō)：“土地本身的額外成本必須分?jǐn)偟奖Ａ袅宿r(nóng)業(yè)土地用途或因促進(jìn)生物多樣性而帶來(lái)的效益上。”

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，垂直光伏系統(tǒng)可以將太陽(yáng)能產(chǎn)量轉(zhuǎn)移到電力需求較高的時(shí)段，在冬季有更多的電力供應(yīng)，從而減少太陽(yáng)能削減。

他們說(shuō)：“如果將1TW充放電功率和1TWh容量的電力儲(chǔ)能納入能源體系模型，那么在70%垂直東西向和30%傾斜南向組件的情況下，效果會(huì)降低到二氧化碳節(jié)省量達(dá)210Mt/a。最后，雖然實(shí)現(xiàn)70%的垂直電站比率可能不盡現(xiàn)實(shí)，但即使更低的比率也能產(chǎn)生有益的影響。”

他們?cè)凇吨悄苣茉础冯s志上發(fā)表的《將垂直太陽(yáng)能發(fā)電站納入德國(guó)未來(lái)能源體系》中闡述了他們的結(jié)論。他們總結(jié)說(shuō)：“本文的意圖絕不是建議未來(lái)所有的公用事業(yè)光伏系統(tǒng)采用垂直安裝。而是提出了一種用垂直光伏系統(tǒng)支持整個(gè)能源體系的新機(jī)會(huì)。”

原標(biāo)題：東西向垂直光伏系統(tǒng)具有穩(wěn)定效果