太阳能将无处不在到2050年可再生能源将如何满足100%的电力需求

“太阳能领域过去20年确实令人兴奋，我认为未来20年将会让每个人都感到惊讶。”这是澳大利亚先进光伏中心执行主任、新南威尔士大学教授雷纳特·伊根(RenateEgan)对于太阳能世界发展的看法。

伊根教授相信，到2050年，澳大利亚的发电将100%通过可再生能源提供，其中一半将归功于光伏发电。

她表示，虽然当今的太阳能技术有效并且应该尽快部署，但要实现100%可再生能源，还有更​​多工作要做。

雷纳特·伊根教授

RenateEgan教授，澳大利亚先进光伏中心执行主任。图片来源：新南威尔士大学/理查德·弗里曼

她预测，随着时间的推移，能源将不仅来自传统的太阳能电池板和电池，还来自令人兴奋的新型光伏技术，这些技术采用柔性薄膜和窗户的形式，既能提供电力，又能发挥作用。

或者，换句话说，“当人们谈论太阳能涂料时，他们将太阳能描述为一种无处不在的技术。”

伊根教授作为嘉宾在新南威尔士大学的“工程未来”播客系列中发表讲话，与新南威尔士大学毕业生、现任晶澳太阳能副总裁兼首席技术官欧阳子博士一起发言。

她预测光伏行业的持续增长将帮助澳大利亚政府实现其国家能源系统转型目标，到2050年实现净零排放。

“我们刚刚收到了澳大利亚2023年的数据，我们接近20%的电力由太阳能提供，”伊根教授说。

“到2030年，目标是超过80%可再生能源，我们预计40%来自太阳能。到2050年，我们将寻求100%可再生能源，预计其中50%以上将来自太阳能。

“我们50%到60%的电力需求将由太阳能满足，同时，我们的电力需求将会增长，因为我们需要实现一切电气化。因此，我们所有依赖天然气的热力过程以及所有依赖燃料的运输过程都将转向电力。

“这个行业一直让我感到惊讶，因为它正在以惊人的速度增长。传达它的增长速度非常重要，因为我们将在未来20年看到如此多的变化。”

太阳能窗、串联等

其中一项变化很可能来自透明的、可以像窗户一样的太阳能玻璃面板，这种面板已经在美国和欧洲生产。

尽管它们的效率低于传统的光伏电池板，但将整个摩天大楼转变为可以自行发电的整栋建筑的潜力令人鼓舞。

“这有点矛盾，因为为了让太阳能电池更高效，它需要吸收更多的光，但另一方面窗户又需要透明才能看清，”欧阳博士说。

“幸运的是，我们通过眼睛看到的不一定是太阳能电池可以使用的光谱中的所有能量。因此，一些智能工程可以发挥作用，确保一些光谱可以用于太阳能电池发电，而不影响你透过窗户看到的东西。

“所以，是的，太阳能窗肯定有潜力，但我们不应该指望它与标准太阳能组件一样高效。”

伊根教授还指出了澳大利亚正在开展的可打印并附着在合适表面上的光伏薄膜方面的工作，以及与“太阳能涂料”愿景相关的更多蓝天思考。

“我们现在实际上正在澳大利亚、墨尔本的CSIRO和纽卡斯尔大学的一个小组生产薄膜卷对卷印刷工艺，”她说。

“这有点像印钞票的方式。在柔性聚合物背衬上，您可以打印可转化为太阳能电池的材料。您可以想象在各种表面上悬挂太阳能天篷和灵活的太阳能电池阵列。

“我认为，太阳能涂料的概念可以转化为这些薄膜柔性面板。”

伊根教授还预计，随着研究人员和业界努力确保每个太阳能电池能够将尽可能多的太阳能转化为电能，更多传统太阳能电池板将变得更加高效。

“太阳能电池就像一块电池，它的工作原理是——它吸收一些太阳光，奇迹般地，仅用硅材料，它就能将阳光转化为电能，”她解释道。

“阳光中存在硅无法进入的间隙。所以我们想在顶部添加另一个电池，它将吸收硅所缺少的光。我们称之为串联结构，两个电池，一个在另一个顶部，我们正在研究构成新顶部电池的材料。

“对于串联结构的理想材料的创新和发现正在进行中。该材料必须吸收硅所缺少的其余光，但不能吸收太多硅真正擅长吸收的光。然后我们正在研究如何将该材料堆叠在工作设备中的硅顶部。”

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