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积雪山脉中光伏发电的积极一面

DOI：10.1073/pnas.1720808116 期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 我们的研究探讨了如何使太阳能光伏发电的时序产出曲线与中海拔地区典型用电模式更好地匹配。为此，我们量化了三种光伏安装方案在冬季（用电需求高峰期）提升发电量的潜力，这些方案分别侧重于：(i) 高冬季辐照度区域，(ii) 高地面反射辐射条件，以及(iii) 超常规倾角的电池板安装。除对发电潜力的空间分布进行估算外，我们还针对瑞士国情，比较了城市与山地环境中不同光伏布局方案的效能。结果表明：当光伏设施部署在高海拔地区时，未来完全依赖风能、水能和地热能的可再生能源体系所面临的电力缺口将显著缩小。由于山地光伏的时序产出模式比城市环境更贴近典型用电需求，可在不降低年总发电量的前提下实现电力生产从夏季向冬季的转移。此类山地安装方案所需的占地面积大幅减少，配合陡峭倾角设计，最高可弥补50%的冬季电力缺口。
作者： Annelen Kahl，Jér?me Dujardin，Michael Lehning
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究如何通过战略性布局和调整山地地区太阳能光伏板的朝向，将电力生产从夏季转移至冬季月份，从而更好地匹配需求模式并缩小可再生能源组合中的季节性能源缺口。

研究成果

高海拔光伏装置采用更陡的倾斜角度，可通过调整发电时段匹配需求来显著减少冬季能源缺口，所需占地面积更小且能利用积雪反射率。该方法在不影响年发电量的前提下，提升了光伏在可再生能源系统中的可行性。

研究不足

光伏模型过于简化，未考虑技术/电气组件、温度效应、雪的前向散射特性或高分辨率地形遮蔽。未来气候变暖可能减少积雪覆盖，且电网可达性、公众接受度等社会或基础设施因素也未被纳入考量。

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