在我们气候变化的未来中，太阳能将表现如何？

今天制造的太阳能电池板将需要在未来25至50年内为气候变化的世界提供动力。他们将需要经过精心设计，以继续在逐渐变得更加极端的环境中运行。

气候科学家预测，许多地区将在空气中保持更多的水分，而其他地区将变得更干燥和温暖。因此，将需要对太阳能电池板进行工程设计，使其在典型的模块使用寿命内承受不断升高的温度和增加的湿度。

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电力需求增长最快的地区，例如东南亚和印度尼西亚快速增长的特大城市，现在都变得炎热潮湿，而且随着气候变化只会变得越来越热。预计中东，北非，澳大利亚和美国西南部等日照最佳的地区在气候变化的未来将变得更加炎热和干燥。

那么，太阳能行业中的任何公司或研究人员都在为这个气候变化的世界做准备吗？

“这是一个有趣的话题，”国际光伏质量保证工作组（PVQAT）顾问David Williams说。

PVQAT正在与NREL合作制定国际标准，该标准将使所有者和运营商能够快速评估模块的质量和承受压力的能力。

“我最初的想法是，对该主题的研究很少。我的假设是，这将特别具有挑战性，因为温度降低的技术影响的误差线将具有较大的不确定性。但是，在高辐照期温度也可能会升高，并且影响比1度升高所暗示的影响还要深远。”

印度当今的气候条件为气候变化的未来提供了真实的太阳能性能测试案例。2013年，彭博新能源财经调查了印度几家正在运营的太阳能发电厂，发现在炎热潮湿的气候下，First Solar的CdTe（碲化镉）板的性能优于硅板。

太阳能为更热和更潮湿的气候

First Solar已经为未来更热，更潮湿的气候做准备。泰国是高温和极端潮湿环境下的真实实验室。First Solar的CdTe面板在现实世界的测试中显示出对热量和湿度的出色抵抗力。

First Solar产品管理高级总监Lou Trippel表示，在泰国，First Solar的CdTe组件与晶体硅之间的性能比较表明，其面板以每千瓦时/千瓦时的单位年发电量比传统硅技术高出7％。

First Solar的CdTe面板每年每千瓦装机功率为1,620 kWh，而模拟中的晶体硅为1,509 kWh。

Trippel说，众所周知，薄膜在更高温度下的优越性能只是获得更好结果的部分原因。

正是由于在高温下具有更好的响应能力，在较热的温度下，First Solar的CdTe面板产生的年能量（每千瓦安装的千瓦时数更多）多于1.4％。

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但是，湿度本身也会在太阳光谱中产生实际的变化。

事实证明，由于湿度高，CdTe模块固有地对波长减小的敏感性低于硅。First Solar能够证明对这些由湿度引起的太阳光谱变化的响应要好5％以上。

结果，在极端潮湿的条件下，它们实际上每年可增加多达6％的能量。

必须在制造级别设计气候适应能力

First Solar的内部测试程序是从航空航天业改编而来的，它们对模块进行故障测试。

Trippel表示：“一次性认证是一个良好的开端，但并不能证明持续批量生产并持续交付给客户现场的持续质量和耐用性。”

通过降低风险，PVQAT标准旨在提高买家，项目所有者和运营商的信心，并为那些开发模块，设计激励计划和做出投资决策的人提供一致的标准。

就是说，现实世界是橡胶行进的地方，单个组件在现实世界中的性能可能会更差。一旦投入使用，First Solar面临着与任何太阳能项目相同的成本/收益问题。

威廉姆斯说：“我认为一旦进入建筑环境，就很难以经济的方式确定问题所在。”

例如，如果有2个面板出局（即使这会导致另外20个面板的表现不尽人意），您仍然只会损失总输出的1％或更少。

但是要找到它们，您将必须打开组合器盒并检查每个串的电压和电流，并寻找性能不佳或性能不佳的模块，然后在其中找到每个串，然后运行在该字符串中进行IV曲线测试或逐个模块进行测试，然后将其范围缩小到正在执行的功能，然后查找该模块或字符串，它可能是10或20个模块。那非常耗时。

圣诞树灯

First Solar不仅拥有正在开发的最大公用事业规模的太阳能，而且还运营着全球最大的运营和维护（O＆M）服务。他们监视到汇流箱水平。

“由于太阳能模块的电连接方式，如果一个串中的一个模块出现问题，通常无论如何都会影响整个串，”其全球O＆M精度发言人表示。“就像旧的圣诞树灯一样，如果其中一个灯泡烧坏了，整个灯串将无法工作。”

“我们认为，串监控对于我们在美国运营的公用事业规模的太阳能发电厂没有真正的好处：我们知道事实并非如此。您将花费更多的时间和金钱来尝试解决监控问题，而不是从检测字符串故障中获得的收益。”

可以在字符串级别检测问题，但是成本/收益分析并不表明值得监视每个模块。必要的硬件和基础架构成本将无法提高性能。

“我认为进行这种级别的监视并不常见，因为如果两个面板的性能不佳–即使它们将这两个字符串稍微降低了，所以现在您有30–50个性能欠佳的模块–那么一兆瓦的转换器威廉姆斯说：“该区块的表现可能仍然只差了百分之一。”

区域气候变化具有很大的不同。

尽管在实验室中已经很好地了解了光伏发电的物理原理，但除了模块质量外，现场操作还受到更多气候因素的影响。

一年多的时间，您可以对哪种阵列的性能优于其他阵列有各种了解。但威廉姆斯认为，在过渡状态下，这几乎是不可能的。

例如，考虑处于特别多变的气候中，在夏季非常炎热的天气中，经常会发生雷暴，短时间内温度急剧下降，从而增加了产量，但也带来了乌云，降低了产量。在实际性能中，除了模块质量以外，还有很多变量需要解决。

“关于炎热和潮湿条件的设计；有趣的是，UL不需要潮湿的热量，而IEC却需要。” Williams说。“幸运的是，美国以外的世界其他任何地方都需要IEC。但是，已经有大量研究确定什么实验室测试将实际反映现场条件。因此，这是及时的，特别是因为天气的波动可能会造成更多的高温，潮湿和多风的地点。”

威廉姆斯总结说，要考虑的另一件事是保险费也可能会上升。

“我认为气候变化的故事还可能包括更频繁，更猛烈的暴风雨，这意味着除了在设计条件之上更频繁的时间外，购买容量的保险费也更高。”“