水电和风能已被证明是近年来最受欢迎的可再生能源解决方案。就目前的形式而言，水力发电被认为是最具成本效益的可再生能源，而风力发电则是增长最快的。
图片来源:OTT HydroMet -太阳能
太阳能是最通用的可再生能源，同时提供了比风能或水力发电更高的投资回报率的潜力。
风能和水力发电可以满足广泛的需求，但太阳能只要得到有效和高效的利用，就具有改变社会和人类生活的深远潜力。
了解太阳能电池
太阳能系统把太阳取之不尽、用之不竭的巨大能量转化为电能。太阳能电池通常被称为光伏电池-涉及这种转换的主要工具。
太阳能装置通常是办公室或住宅屋顶上的小型深色太阳能电池板，或者是沙漠中的大型系统。
这些太阳能电池吸收阳光，阳光被电池的深色抗反射涂层所吸引。目前没有一种太阳能电池能够100%处理太阳光，这是全球研究人员目前正在努力解决的一个重大限制。
太阳能电池由两层电荷相反的半导体组成。当阳光穿过太阳能电池时，这些层吸收光线并将其转化为电流。
每个电池都被设计成产生特定数量的电力——由于吸收率，通常输出很小。由于这个原因，大多数太阳能系统都有许多相互连接的电池，这些相互连接的模块一起工作，直接将电力输送到需要的地方。
电池的性能——以及它们产生的电能——高度依赖于许多条件，包括:
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在数组中排列的整体系统大小或单元格总数
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可利用阳光的强度和数量
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现场日照时数
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太阳能电池板和太阳之间的障碍物，例如，云或太阳能电池污染(灰尘或灰尘)
最值得注意的是，太阳能电池暴露在强烈的直接阳光下的时间越长，太阳能电池产生的电量就越多。
太阳能与其他可再生能源
与风能和水力发电相比，太阳能最显著的优势在于它的多功能性——无论是在小型还是大型项目上。
在为附近的电网供电时，水力发电是一个可行的选择，但它的适用性仅限于当地资源，因此相对不灵活。风能与此类似，它也需要风力相对均匀的位置。
大型风力涡轮机往往不受当地居民欢迎，而水力发电往往需要对自然进行大量干预，比如改变水源。
太阳能由于其灵活性，提供了更广泛的应用。太阳在地球上几乎无处不在，而太阳能装置对环境的影响与风能或水力发电相比要小得多。
作为一种独立的能源，太阳能电池可以很容易地集成到材料中，附着在现有结构上或用于移动应用——这是太阳能的最大优势。
例如，未来消费者可能会驾驶全部或至少部分电子设备由太阳能驱动的汽车。通过缝在织物上的电池，露营、加热帐篷或为设备充电也可能是可行的。甚至可以将智能手机插入缝有太阳能电池的夹克中充电。
最近的创新
太阳能电池继续变得更便宜，更容易获得，更有创新性。这将见证新的应用和技术的出现。
透明太阳能电池
透明太阳能电池是太阳能电池的一种先进形式。这种电池只有非常轻微的不透明——足以确保光不会直接传输——同时收集足够的阳光来实现许多新的应用。
研究人员已经成功开发出一种有机盐的设计，这种有机盐能够吸收足够的紫外线和红外光，将太阳辐射转化为能量。
与大型玻璃塔或窗户从地板延伸到天花板的房屋相比，使用能产生能量的透明表面提供了许多紧凑、实际的好处。
例如，平板电脑或智能手机的屏幕或汽车的挡风玻璃都可以安装透明的太阳能电池。
透明太阳能电池比传统的深色模块更有吸引力，同时提供更广泛的应用范围。
有机太阳能电池
大多数太阳能组件是由硅制成的，因为硅是将太阳辐射转化为能量的最有效材料。一个典型的硅电池平均转化19%的阳光，有效的例子高达27%。
有机太阳能电池可以由塑料和碳的组合制成，尽管这些一直被认为是低效的。
然而，这些太阳能电池目前正在市场上迎头赶上，碳基电池的进步几乎与硅电池的效率相当——在15%到25%之间。
有机太阳能电池材料重量轻，灵活，易于处理，适用于各种应用。例如，这些太阳能电池可用于移动结构、纺织品、配件或需要使用半透明材料的窗户等材料中。
生物太阳能电池
研究人员最近在生物太阳能电池的开发上取得了显著的突破。
这些基因工程电池即使在较低的太阳辐射下也能正常工作，虽然这种太阳能电池技术仍处于新兴阶段，但在未来它具有补充现有技术的巨大潜力。
这项研究的目标不一定是取代现有的太阳能发电材料，而是在通常日照较少的地区提高太阳能产量。
柔韧超薄
长期以来，太阳能一直是大型深色面板的代名词，在正午的阳光下产生耀眼的反射。麻省理工学院的研究人员成功地开发出一种小型、轻量的太阳能电池，小到可以放在肥皂泡上而不会破裂。
这种尺寸上的巨大缩小可以使太阳能电池缝在衣服上，或集成到汽车车身或平板电脑或智能手机的表面。
这一创新也可以被证明是大型结构的可行选择，在大型结构中，建筑可以覆盖现代太阳能电池立面，为整个建筑群提供电力。
超薄太阳能组件目前还没有足够的扩展性，无法进入市场，但预计这一问题将很快得到解决;有可能彻底改变对太阳系的使用。
太阳能公路
电动汽车的主要限制之一是与汽油发动机相比，它们的行驶里程更短，这导致需要更频繁地充电。这种充电过程也比正常的汽油发动机加油更费时。
解决这些关键缺点的一种方法是为电动汽车提供持续的能源。一些建议包括在交通灯处安装无线充电点，但还有其他更雄心勃勃的想法正在讨论中。
中国、法国、荷兰和美国等地已经开始对太阳能线路进行测试，这凸显了全球对这一创新概念的兴趣。
成本和产量仍然是这项技术的障碍，但已经有一些有前景的应用尝试，例如在停车场安装这项新技术。
屋顶瓦
屋顶上的深色太阳能模块通常与节能意识强的房主有关，但并不是每个人都认为这些太阳能模块美观。
幸运的是，这些模块的设计适应了房屋屋顶的设计，光伏“瓦”能够符合现有的屋顶，甚至在某些情况下，屋顶完全由最先进的太阳能电池板组成。
这些优点与传统面板相同，但在更美观的基础上:
这一创新提供了与几乎任何建筑的美学相匹配的可能性，同时最大限度地降低建筑成本。
结论
太阳能和太阳能电池仍处于开发阶段，有很大的改进潜力。很快，本文讨论的超现代太阳能技术将成为日常生活的一部分。
太阳能的多功能性开辟了令人兴奋的新技术可能性，包括太阳能汽车或缝在衣服上的太阳能电池。毫无疑问，太阳能仍然是所有可再生能源中最有前途和适应性最强的。
致谢
制作材料由OTT HydroMet的Ela Jozsef原创。
此信息已从OTT HydroMet - Solar Energy提供的材料中获得，审查和改编。
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