大家好！今天让小编来大家介绍下关于加州因为光伏发电问题_如果有一天要在火星上发电：最好用的可能不是核能的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.加州因为光伏发电问题2.如果有一天要在火星上发电：最好用的可能不是核能
3.钙钛矿光伏电池突围有望！只需向材料中添加这种金属
4.BIPV市场研究：光伏领域超级细分赛道，潜在规模万亿
太阳能是近年备受瞩目的再生能源技术，通过一片片蓝色太阳能电池将阳光转换成电力，随着技术成熟、成本下降，设备量也越来越多，只可惜这些发电的面板到了夜晚、遇到阴天就无能为力，毫无用处。
虽然太阳能系统可以配备电池，把日间能量储存下来供夜间使用，但成本还是比较高，对此，加州大学戴维斯分校团队想研发出截然不同的太阳能板，不仅白天可以发电，夜间也可以，让太阳能板在夜晚不再无用武之地。
根据团队发表在《ACS Photonics》的研究，如果说太阳能板是吸收并将阳光转换成电力，那么这个「反?太阳能（anti-solar）」就是把地球当成热源、夜空做为散热器，利用深空与辐射冷却概念，研发散发长波辐射的热辐射太阳光电（thermoradiative photovoltaics）。
这种热辐射电池会收集周围的热能和废弃热能，将部分热量做为热辐射传递到大气中，通过此方法来发电。 加州大学戴维斯分校电机工程系教授 Jeremy Munday 表示，不管是一般的太阳能，又或是热辐射太阳光电，这两种太阳能板都是种「热机（heat engines）」。
一般的太阳能板是吸收阳光后，产生电压形成电流，而反?太阳能虽然是太阳能板散发热辐射、以相反的过程产生电压和电流，但都会发电。Munday 表示，虽然新面板使用材料跟一般太阳能板不一样，但原理是一样的。
目前主流太阳能板材料为硅晶，只能吸收近红外光、可见光及紫外光，波长较长的红外光则完全无法吸收，而现在团队则正持续研究可吸收长波长的汞合金（mercury alloys，汞齐）。最后他们研发出理想状态下，夜间发电量为每平方公尺 50W 的太阳能板，虽然发电量仅是传统太阳能板白天时的四分之一，但仍代表太阳能板踏入新的领域，未来也将会继续提升发电量和转化效能。
Munday 接受 CNN 采访时指出，新型太阳能板也可以装设在工厂，通过吸收废热来实现碳中和。
而该团队也并非第一个瞄准辐射冷却来发想的科学家，事实上过去就有科学家善加利用辐射冷却效应，研发出建筑冷却系统。2019 年 9 月，加州大学洛杉矶分校与斯坦福大学科学家也用相同原理研制出热电设备，通过聚苯乙烯绝缘体、镀铝聚酯树脂薄膜与黑色铝制圆盘，善用材料里外温差，将之转换成电压，新型热电设备每平方米能产生 25 mW 的电力，也能点亮小型的 LED。
如果有一天要在火星上发电：最好用的可能不是核能
光伏的十大危害有：火灾风险、接地失效风险、产生噪音、损坏屋顶结构、破坏楼顶防水层、光污染问题、安全问题、盐雾腐蚀、耗尽效应、热斑效应。
1、火灾风险
光伏发电设备长期运行于户外环境中，光照、雨水、风沙等的侵蚀都会加速电缆和连接器等设备的老化，导致设备绝缘性能下降，造成设备故障甚至引发火灾。
2、接地失效风险
如同所有的电气设备一样，光伏组件和支架系统必须接地，以减少潜在的电击和火灾威胁。如果接地系统性能随着时间的推移而下降，就会增大相关人员接近并接触光伏系统的金属部件受到电击的可能性。
3、产生噪音
电池板将太阳能转换为电能，发电过程没有任何声音，逆变器等电器件可能运行过程中会发出点响声，会产生噪音从而影响睡眠质量，在农村安装光伏而发出的噪音可能还会引发邻里之间的矛盾。
4、损坏屋顶结构
太阳能光伏发电依靠太阳能电池板内部半导体产生的伏特效应。若屋顶的结构在设计之初，并未做加固处理。由于光伏发电设备本身很重，有可能会破坏屋顶结构，尤其是老房子的话，很有可能会损坏屋顶。
5、破坏楼顶防水层
安装光伏发电系统的支架需先在屋顶上钻孔，钻孔后会破坏房屋原本的防水层，如果没有重新做防水层的话，下雨就会漏水。
6、光污染问题
若安装光伏发电设备附近有比较高的楼房，很有可能反射一部分的太阳光到附近建筑物内部，给室内环境造成光污染。
7、安全问题
若遇到强风，光伏板很有可能会吹倒的危险。特别是电池板安装不牢固或螺丝生锈老化，电池板可能会被风吹掉，后期维修成本也较高。
8、盐雾腐蚀
光伏板铁件部分容易被盐雾腐蚀，腐蚀后会产生白色盐垢。
9、耗尽效应
光伏电池的主要原料是铅酸盐，若长期不更换，会在表面上形成难以消除的铅酸盐垢，从而影响光伏板的使用寿命。
10、热斑效应
光伏组件温度过高会加速组件老化，甚至可能烧毁组件。
钙钛矿光伏电池突围有望！只需向材料中添加这种金属
随着一系列探测活动的展开，火星好像已经成为我们人类星际 探索 中最可触及的目标。随之而来的问题是，我们如何在这颗红色星球表面获取源源不断的动力？简而言之，火星移民地能源问题，如何解决？
谈到这里，可能人们心中最接近的答案是——核能。没错，迄今为止，许多人都认为核能是星际 探索 中最好用的能源。
然而，与这些观点相左的却是，最近，加州大学伯克利分校（University of California，Berkeley）的科学家发表了一篇论文，认为太阳能是一种更为可行的火星能源方案，而不是人们往往已经认定的核能。为什么这么说呢？
该研究小组对比分析了几种可能在火星上产生能量的方式。在比较中，所有能源方式的计算都是根据一个六人火星移民小组的电力需求展开的，其中包括了需要从地球运送到火星的设备的重量。
人们信任核能的原因，很大程度是因为它的发电量是不受位置环境影响的，也就是说一个小型核裂变反应堆在任何地方基本上都能产生相同的能量。与之相对来说，太阳能的发电量在很大程度上取决于环境了，比如阳光和表面温度等。
然而，即便如此，在考虑了干扰光散射和吸收的粒子和气体等非常细致的因素后，经过复杂的计算，最终，在权衡后， 利用压缩氢储能的光伏阵列发电方案 脱颖而出了。
太阳能的优势在火星赤道最为明显，因为在那里，建设一个光伏阵列发电系统仅需从地球向火星运输大约8.3吨设备，而建造相同发电量的小型核电站则需要运输9.3吨的设备——大家都清楚，设备重量的降低对星际运输的意义有多么的巨大。
显然，太阳能的方案优势将会随着它远离火星赤道而变得越来越小，换句话说，如果未来的火星定居点是定位在火星赤道附近，那么太阳能将是最好的解决方案。反之，如果一项火星任务需要在火星南北极附近进行，那么核能就又变成了最佳方案了。
而在光伏阵列方案中，比较有趣的是，科学家们使用氢来进行太阳能发电的能量储存——因为氢与氮结合时，也可以用来制造肥料中的氨，而火星上是不缺氮的。
制氢储能的原理很简单，利用多余的电力从水中制造氢气，然后将其储存在压力容器中，在需要时，从其中再提取能量。
该研究是由来自太空生物工程利用中心（Center for the Usage of Biological Engineering in Space）的成员进行的，该中心致力于利用生物工程微生物从二氧化碳中生产塑料和药品等产品。该团队在《天文学和空间科学前沿》杂志上发表了他们的研究结果。
通过这项研究，该团队能够规划和指定在某个确定的火星任务期间可用电量和氢气的基准限值。也就是说，我们可以知道有多少电力可用。当然，最终还是希望能够建立一个完整的系统模型，包括所有组件，这将有助于规划火星任务、评估权衡、识别风险，并在任务之前或任务期间提出策略。
BIPV市场研究：光伏领域超级细分赛道，潜在规模万亿
在所有将国家能源供应转换为可再生能源的努力中，太阳能仍然只占美国发电量的不到3%。部分原因是生产太阳能电池的成本相对较高。
降低生产成本的一种方法是寻找一种比硅便宜、性能能与之相媲美的太阳能电池材料。为了实现这一目标，一些工程师将注意力集中在卤化物钙钛矿上，这是一种人造材料，具有立方体状的晶体。
从理论上讲，钙钛矿太阳能电池可以用比硅成本更低、更容易获得的原材料制造，它们还可以使用更少的能源和更简单的制造过程来生产。但到目前为止，一个“绊脚石”是钙钛矿暴露在光和热下会分解，这对于从太阳能中产生能量的设备来说尤其成问题。
现在，由美国加州大学洛杉矶分校领导的一项国际研究合作开发出了一种能在太阳能电池中使用钙钛矿的方法，同时保护钙钛矿不受外界条件的影响。他们的研究成果已于近期发表在了《自然材料》杂志上。
具体而言，科学家们直接向钙钛矿中添加了少量的离子(即带电原子)——一种叫做钕的金属。他们发现，增强后的钙钛矿不仅在暴露于光和热时更加耐用，而且还能更有效地将光转化为电能。
研究人员说，“可再生能源至关重要。钙钛矿将是一个游戏规则的改变者，因为它可以以硅的方式进行大规模生产，而且我们已经确定了一种添加剂，将使这种材料变得更好。”
研究人员解释称，钕通常被用于麦克风、扬声器、激光器和装饰玻璃。它的离子大小正好可以嵌在立方钙钛矿晶体中，而且它们带有三个正电荷，科学家们假设这将有助于将带负电的离子固定在原位。
他们在每10000个钙钛矿分子中加入了大约8个钕离子，然后测试了该材料在太阳能电池中的性能。在最大功率下工作并在连续光照下超过1000小时，使用增强型钙钛矿的太阳能电池保持了约93%的光转换效率。相比之下，使用标准钙钛矿的太阳能电池在相同的条件下经过300小时后失去了一半的电力转换效率。
此外，研究小组还在没有任何设备取电的情况下对太阳能电池进行了连续照射，这加速了钙钛矿的降解。一个使用含钕钙钛矿的设备在超过2000小时后保留了84%的电力转换效率，而另一个使用标准钙钛矿的设备在该时间后直接无法使用。
最后，为了测试这种材料承受高温的能力，研究人员将带有这两种材料的太阳能电池加热到大约180华氏度。使用增强型钙钛矿的太阳能电池在超过2000小时后保持了约86%的效率，而标准的钙钛矿装置则在这段时间内完全失去了将光转化为电能的能力。
研究人员最后指出，这一进展可以帮助钙钛矿太阳能电池在未来两到三年内进入市场。
前几天，正当大盘指数加速杀跌之际，有一个板块在悄然崛起，逆市大涨5%，并彻底火了起来！
板块概念叫BIPV。
之所以会受到市场资金追捧，主要原因有两个：一是两会期间频繁提到的碳中和，BIPV刚好算得上碳中和的分支；二是来自于光伏龙头隆基股份的对建筑企业的一项收购。
BIPV究竟是什么呢？
BIPV是光伏领域的某一细分赛道，英文全称叫Building Attached Photovoltaic，是指光伏建筑一体化，即人们将光伏产品集成到建筑上的一种技术。
BIPV是相对于BAPV而言的，BAPV是建筑上安装的太阳能光伏发电系统，说白了就是在房屋表面外加安装的太阳能电池板。而BIPV比较特殊，既有建筑的功能，又能充当“发电站”。怎么理解？BIPV是直接将太阳能电池板变成建筑材料的一部分，比如制造成门窗、墙面、阳台、屋顶等。目前最广为人知的典型BIPV就是特斯拉屋顶。
说起来，BIPV与BAPV目标都是依靠建筑表面进行太阳能发电，而两者也是仅一字之差，但它们从设计到集成再到建筑物过程实质有很大不同。
BIPV产品竞争优势在哪？从目前来看，BIPV产品迭代已经经历了三个发展阶段：
第一代BIPV：光伏组件（硅基电池）通过简单支撑或直接贴合在建筑表面。
第二代BIPV：光伏组件（薄膜电池）具备建材属性，能够替代传统玻璃、屋顶瓦片和水泥墙。
第三代BIPV：对第二代进行优化，同时加入智能电网技术。
从各种技术的特点和BIPV的要求对比来看，第一代发电效果差，缺乏美感。第二代外观有所改善，但需要大量的电力变换装置和连线结构来满足供电要求，维护起来非常麻烦。第三代在第二代的基础上进行了改良，降低了维护成本，同时进一步追求美学设计及定制化需求，是当前发展主流。
从经济性方面考虑，BIPV还存在替代收益和发电效益优势。一是建筑建造时采用BIPV组件可以节省对应面积的建材成本；二是BIPV发电的自发自用节省了业主的电费。更重要的是，BIPV的产品价格和安装成本可以摊进被它取代的建筑材料和工程中，降低整体成本。这是过去采取BAPV这种方案所不具备的。
不过，BIPV仍有一些问题是目前需要面对的。例如，BIPV安装角度不尽相同的话，就会导致发电能力有所削弱。而且关于材料寿命方面，现在的光伏组件质保期在20-30年时间内，相比建筑材料仍然不够。
此外，设计还需要考虑建筑的艺术美学，当两个完全不同的领域知识揉在一起的时候，对设计师而言成了很大挑战。
虽然BIPV这段时间很火，但它并不是近两年才出现的。实际上，最早使用BIPV的领域可以追溯到上世纪军备竞赛的卫星和国际空间站。在当时，卫星上的电源供应系统便是BIPV最早的雏形。
1967年，日本MSK公司将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件粘贴在屋顶和墙面上，BIPV技术迎来了第一次商业应用。
但真正让BIPV进入全球视野的是1991年德国慕尼黑举行的一次建筑行业展会。在展会期间，旭格公司将光伏组件和艺术空间设计相结合首次推出了“光电幕墙”。
由于这种既环保又新奇的玩意勾起了大部分人的兴趣，之后德国、美国、西班牙、中国等部分国家纷纷建成了一批BIPV建筑。比如德国柏林中央车站、世博中国馆、日本京瓷总部、上海拉斐尔云廊以及嘉兴秀洲光伏 科技 馆......
从目前来看，BIPV的应用已经从早期单一的屋顶拓展到建筑的方方面面，如光伏常规屋顶或透明采光屋顶、幕墙、遮阳板、站台、电子树等场景。其中，光伏屋顶是市场份额最大的BIPV产品，占到BIPV总收入约60%。据统计，2020年全球六大主要企业在工商业屋顶应用的BIPV产量就高达709MW。此外，建筑玻璃幕墙是第二大的BIPV产品。
进入21世纪，减排成为全球共识，新能源有了更多用武之地。
光伏是全球第三大电力供给方式，随着度电成本不断降低，各类场景应用层出不穷。BIPV正好作为光伏细分赛道，得到全球主要国家重点关注。
自2000年以来，欧美和日本开始出台相关政策，将BIPV列入重点发展目标。
由于早期BIPV使用的是晶硅电池，而且产品安装方式是通过简单支撑或贴合在房屋表面的，太过缺乏美感，再加上光伏组件受技术成本导致价格相对昂贵，最终市场迟迟没有迎来爆发。
2010年之后，BIPV产品技术经过几轮迭代，无论经济性还是适用性有了很大改善，部分消费者逐步接受这种产品。与此同时零能耗建筑、低碳社区、智慧城市的发展，BIPV产业走向成熟。
2016年，受益加州政策，特斯拉通过收购SolarCity（美国户用太阳能系统安装商），从光伏屋顶切入了BIPV业务，期间面向欧美住宅陆续发布BIPV产品第一代和第二代Solar Roof。至此，BIPV开始真正受到欧美地区人们的欢迎。
不同于欧美这些国家，我国BIPV本世纪初期起步，在2004年深圳园博园和北京天普工业园首次引入BIPV理念。
尽管BIPV起步晚，但实际上BIPV产业在2010年的时候就有了蓄势待发的迹象。奈何当时欧美对中国光伏的阻击，以及国内光伏产业配套不够完善，导致BIPV面临制造成本高、技术积累不成熟、确实政策扶持等难题，最终很难发展起来。
直到最近两年，我国光伏产业站在世界前列，BIPV产业才开始具备了大规模产业化发展的良好基础。
根据IMSIA数据统计，2019年全球BIPV总装机量为1.15GW，渗透率仅有1%。
整体看来，全球BIPV市场处于起步时期，距离规模化发展尚远。
然而近年随着全球各国减排目标不断提升，建筑迈向近零能耗是未来发展趋势，BIPV产业发展在逐渐加快。此背景下，全球BIPV市场规模也随之“水涨船高”。
Grand View Research机构乐观估计，全球BIPV市场规模将在2025年达到367.4亿美元。
实际上，我国发展BIPV产业要取得的经济价值要远高于那些发达国家。
我国是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一，除东北的少数地区外，其他地区年平均日照时数都在2600小时以上，充足的日照使得BIPV发电效益并不差。
早在2009年我国就启动了“太阳能屋顶计划”，并在当年开展了111个太阳能光电建筑应用示范项目，装机容量达到91MW。到了2011年，我国光电建筑装机容量已为535.6MW。
2019年“电改”加速后，BIPV有了更多参与竞争的机会。同期，中国成立首个BIPV联盟，通过政策引导+资本助力，攻克“卡脖子”技术，拉开了BIPV发展新时代序幕。
此外，“十四五”规划以及“碳中和”也在明确指出煤炭消费达峰甚至负增长的目标。这意味着光伏迎来重要发展时机，BIPV在迎来最强风口！
以2018年为例，我国BIPV的市场累计安装规模仅为1.1GW左右，市场规模预计不足50亿。根据国家统计局数据，我国每年的建筑竣工面积在40亿平方米左右，若按照2%的BIPV渗透率，仅新建建筑的年增量空间就在一千亿以上，远高于目前的市场容量。
BIPV的整个产业链共分为三部分：上游光伏电池生产企业、中游BIPV系统集成商、下游BIPV应用。从整个产业链分布的情况看，中游的BIPV系统集成服务有望成为利润最丰厚的环节。
隆基股份和特斯拉是当前布局BIPV的两大巨头。隆基股份面对的是ToB市场，特斯拉是ToC市场。
上面已经提到过，特斯拉是通过收购本土太阳能系统安装商进入BIPV赛道。2019年10月，特斯拉推出Solar Roof第三代。第三代Solar Roof使用黑色纹理玻璃制成新型瓷砖，将组件和屋顶一体化，面向欧美住宅和其它市场的高端住宅市场。
BIPV在未来达到万亿市场规模是必然发展趋势，马斯克曾多次公开表示，太阳能屋顶会成为特斯拉继电动车后的另一个核心业务。
除特斯拉以外，国内光伏组件巨头隆基股份依托在BAPV累积的经验，进军BIPV市场。2019年6月，隆基股份开始建设首座BIPV工厂，2020年8月发布首款BIPV产品“隆顶”。其他光伏企业，如晶科、汉能、中信博、英利能源等也在纷纷推出自己的BIPV产品。
不过随着光伏平价临近，“补贴驱动”向“需求驱动”转变，BIPV会重新迎来新发展契机。届时，具有品牌、渠道、集中度等优势的龙头企业机会明显。
下面是主要BIPV厂商梳理：
特斯拉（TSLA）： 全球BIPV光伏龙头，主打太阳能发电屋顶BIPV产品Solar Roof，目前已经推出第三代。
隆基股份（601012）： 国内BIPV光伏龙头，对标特斯拉。2019年才开拓BIPV市场，2020年就推出“隆顶“、”隆锦“等BIPV产品，面向工商业屋顶客户供货。公司规划未来5年BIPV收入要达百亿级别。
中信博（688408）： BIPV业务尚处于起步阶段。2016年研发BIPV系统，作了充分的技术和市场积累。2017年推出第一款BIPV产品——智顶。2019年承接国内江西唯美陶瓷40.9MW、江苏东方日升3MWBIPV项目，当年贡献百万级别收入规模。2020年公司推出智顶迭代产品，BIPV业务进一步成熟。
（文章来源于：解析投资）
