Satu pasukan penyelidik dari Universiti Peking telah menerbitkan kuantifikasi komprehensif pertama tentang bagaimana perubahan iklim akan menjejaskan sistem PV Solar pada skala global. Hasilnya telah diterbitkan dalam jurnal tenaga berprestij Joule dan telah menunjukkan bahawa peningkatan suhu akan merendahkan sistem PV Solar dengan pantas secara fizikal, mengurangkan jangka hayat kegunaannya dan meningkatkan kos Elektrik Suria dengan ketara, mewujudkan halangan yang teruk kepada peralihan kepada tenaga bersih di seluruh dunia.
Kajian yang dipanggil Perubahan iklim akan meningkatkan-risiko suhu tinggi, kemerosotan dan kos fotovoltaik atas bumbung secara global telah dilakukan oleh pasukan dari Institut Pembuatan dan Robotik Termaju Universiti Peking, bersama beberapa penyelidik dari negara lain.
Titik Buta Kritikal dalam Industri Yang Berkembang
Teknologi fotovoltan suria (PV) berkemungkinan akan memainkan peranan penting dalam usaha global untuk menyahkarbon. Pada masa ini, sistem PV Atas Bumbung menyumbang kira-kira 50% daripada jumlah kapasiti PV terpasang dunia dan menyediakan kira-kira 50% daripada semua permintaan PV menjelang 2050. Sistem atas bumbung biasanya direka untuk kegunaan jangka-panjang, biasanya bertahan antara 25-30 tahun.
Walaupun sistem atas bumbung membekalkan sumber tenaga boleh diperbaharui yang boleh dipercayai dan selamat dan telah ditentukan untuk menjadi 'hampir{0}}bukti bom', sistem tersebut mungkin terdedah kepada faktor yang mereka cuba untuk mengurangkan – Perubahan iklim. Telah diketahui bahawa suhu tinggi akan menyebabkan penurunan prestasi untuk tempoh masa yang terhad, namun terdapat satu lagi ancaman yang lebih teruk terhadap kebolehpercayaan-jangka panjang; kemerosotan pantas bahan melalui (termo-keletihan mekanikal), 'hidrolisis' dan 'penguraian melalui cahaya UV'. Sistem PV atas bumbung mempunyai risiko yang lebih tinggi daripada purata untuk kemerosotan haba yang dipercepatkan kerana jarak pemasangan yang terhad menyebabkan aliran udara berkurangan untuk tujuan penyejukan.
Piawaian antarabangsa untuk kebolehpercayaan komponen PV, seperti daripada IEC, menggunakan data iklim lepas untuk menentukan-kawasan berisiko suhu tinggi. Penyelidikan kami menunjukkan ini tidak cukup baik kerana ia tidak mempertimbangkan pemanasan masa depan, Yang boleh membahayakan bertrilion dolar aset global.
Metodologi Pecah Tanah dan Penemuan Utama
Untuk menangani jurang ini, pasukan penyelidik membangunkan rangka kerja penilaian antara disiplin. Untuk mengetahui sejauh mana panel solar atas bumbung akan berfungsi pada tahun-tahun akan datang, pasukan kami menyusun beberapa perkara: model iklim yang diperbetulkan, model yang menunjukkan cara bahan panel solar rosak dari semasa ke semasa dan model yang melihat kos yang terlibat. Ini membolehkan kami mensimulasikan prestasi jangka panjang-solar atas bumbung dan memikirkan kos elektrik yang dihasilkannya dalam keadaan pemanasan masa hadapan yang berbeza.
Peluasan Zon Berisiko Suhu Tinggi-:Kajian itu mentakrifkan HTR sebagai apabila suhu operasi panel melebihi 70 darjah . Ia mendapati bahawa jejak global HTR akan berkembang secara mendadak. Berbanding dengan tempoh sejarah, volum kapasiti PV atas bumbung yang terdedah kepada HTR diunjurkan meningkat sebanyak 29% di bawah senario pemanasan 2 darjah dan dengan 97% yang mengejutkan di bawah senario 4 darjah. Piawaian IEC semasa ditunjukkan untuk menangkap hanya 74% dan 48% daripada kawasan risiko sebenar di bawah niaga hadapan masing-masing, yang menunjukkan penilaian rendah yang teruk.
Kemerosotan yang Dipercepatkan dan Kos Meningkat:Penuaan yang dipercepatkan secara langsung memendekkan hayat perkhidmatan berguna modul PV, mengurangkan jumlah pengeluaran tenaga mereka dari semasa ke semasa dan memacu LCOE. Di bawah senario pemanasan global 2.5 darjah, purata LCOE untuk PV atas bumbung di bandar yang terjejas di seluruh dunia diunjurkan meningkat sebanyak 4.8%, dengan peningkatan di kawasan paling sensitif-iklim mencapai sehingga 20%. Kajian itu menyatakan bahawa kesan ekonomi daripada kemerosotan haba ini mungkin jauh melebihi faktor iklim lain seperti perubahan dalam sinaran suria.
Peningkatan Ketaksamaan Global:Penyelidikan itu menyerlahkan "ketidaksamaan iklim" yang mendalam dalam pengagihan risiko ini. Kawasan di Global Selatan-termasuk Asia Selatan, Afrika dan Amerika Selatan-yang kedua-duanya penting untuk pengembangan PV masa hadapan dan secara semula jadi lebih panas, akan menghadapi pendedahan tertinggi kepada HTR dan peningkatan kos yang paling teruk. Sebaliknya, negara maju-latitud yang lebih tinggi akan kurang terjejas. Ini bermakna wilayah membangun, yang selalunya mempunyai daya tahan kewangan yang kurang, akan menghadapi "premium iklim" yang lebih tinggi untuk peralihan tenaga mereka, yang berpotensi meluaskan ketidaksamaan global dalam akses kepada tenaga bersih yang mampu dimiliki.
Jadual di bawah meringkaskan kesan yang diunjurkan di bawah senario pemanasan yang berbeza:
| Senario Pemanasan Global | Unjuran Peningkatan Kapasiti PV Terdedah kepada-Risiko Suhu (HTR) Tinggi | Anggaran Purata Peningkatan Kos Elektrik Diratakan (LCOE) | Nota mengenai Jurang Piawaian |
|---|---|---|---|
| +2 darjah | +29% (vs. tempoh sejarah) | Data dimodelkan untuk +2.5 senario darjah | Piawaian semasa meliputi sahaja74%kawasan berisiko pada masa hadapan |
| +2.5 darjah | -- | +4.8%(dengan peningkatan serantau sehingga 20%) | -- |
| +4 darjah | +97% (vs. tempoh sejarah) | -- | Piawaian semasa meliputi sahaja48%kawasan berisiko pada masa hadapan |
Seruan untuk Tindakan: Piawaian Kemas Kini dan Inovasi Berfokus
Sebagai tindak balas kepada penemuan ini, penyelidik mengeluarkan seruan tindakan yang jelas untuk penggubal dasar,-badan penetapan standard dan industri.
Pengarang artikel mengesyorkan organisasi antarabangsa seperti IEC mengutamakan mengemas kini piawaian ujian kebolehpercayaan produk dengan mencipta senario iklim masa hadapan dan bukannya bergantung pada data iklim masa lalu.
Selain itu, pengarang menyeru pembangunan teknologi tenaga boleh diperbaharui baharu, termasuk pembangunan-bahan generasi seterusnya untuk PV, iaitu, membangunkan bahan baharu yang mempunyai kestabilan terma yang lebih baik, termasuk bahan perovskit yang lebih maju, serta mengubah suai reka bentuk pemasangan dan sistem-penyejukan tahap untuk menguruskan tekanan haba pada sistem PV.
Akhir sekali, telah ditetapkan bahawa rangka kerja "peralihan adil" perlu dilaksanakan. Sistem tadbir urus iklim dan tenaga global mesti mengakui dan menangani ketidaksamaan serantau yang wujud dengan menyediakan sokongan yang lebih besar dalam bentuk pemindahan teknikal yang dipertingkat, pembiayaan iklim yang dipertingkatkan, dan membina kapasiti negara membangun untuk membantu mengurus kos tambahan dan risiko yang berkaitan dengan peralihan tenaga ini untuk mereka.
Kesimpulan
Kajian penting dari Universiti Peking ini membunyikan penggera kritikal bagi sektor tenaga global. Ia menunjukkan bahawa perubahan iklim bukan sahaja cabaran yang perlu diselesaikan oleh tenaga boleh diperbaharui tetapi juga ancaman langsung kepada daya maju ekonomi dan prestasi-jangka panjang mereka. Memastikan peralihan tenaga bersih yang teguh dan saksama kini memerlukan secara proaktif menyesuaikan infrastruktur suria dunia kepada dunia yang lebih panas yang sedang ia bantu ciptakan.
