问巴勃罗:太阳能电池板真的会导致气候变化吗?

亲爱的巴勃罗:黑色太阳能电池板吸收的热量导致了气候变化，这是真的吗?

神话的来源

这个神话最近出现在《Freakanomics》的续作《Superfreakanomics》中。有些人非常失望两位作者，他们的第一本书引起了不小的轰动。这个流言的来源是微软前首席技术官内森·梅尔沃尔德(Nathan Myhrvold)的一段话(评论超出了他的专业范围):

“太阳能电池的问题是它们是黑色的，因为它们的设计是为了吸收来自太阳的光。但只有大约12%的能量被转化为电能，其余的能量会以热量的形式再辐射出去，这导致了全球变暖。”

有了新的卡特林北极考察报告这表明，北冰洋可能最快在10年后的夏季月份就会无冰，因此在今年晚些时候在哥本哈根举行的COP15会议之前，解决人为气候变化问题的紧迫性再次显现。作为可再生能源的主要象征，太阳能电池板对这一问题造成的影响可能大于它们所减轻的影响，这无疑是一个令人震惊的事实。

反射与吸收

人为的温室气体排放像毯子一样包裹着地球，破坏了地球的能量平衡，除此之外，大气变暖(从而导致气候变化)的另一个因素是地球表面反照率的变化。反照率只是反射率的一个花哨的词，而反射率的变化问题在北极是最重要的。北极海冰就像一面巨大的镜子，将阳光反射回太空。但随着海冰的消失，北冰洋暴露出来，它的颜色要暗得多，因此反照率要低得多。因此，北极海冰的融化不仅是由气候变化引起的，而且也是气候变化的推手。

这一切与太阳能电池板导致气候变化有什么关系?

光伏电池板的颜色从蓝色到黑色，但它们很光滑，反照率约为0.3。但重要的不是反照率本身，而是相对于现状的反照率的相对变化。由于大多数太阳能电池板都安装在屋顶上，而且大多数屋顶都覆盖着黑色的沥青纸瓦，在屋顶上覆盖太阳能电池板实际上可能代表着反射率的积极变化。但是，如果太阳能板安装在一个假设的完全反射的表面上，太阳能板吸收30%的太阳能，会怎样呢?平均日照，或者说太阳照射到地球的能量，大约是6千瓦时/米²) /天。这意味着，在平均位置的平均一天，太阳能电池板每天每平方米将吸收1.8千瓦时。同样的太阳能电池板，假设效率为15%，每天每平方米将产生0.9千瓦时的电力。

太阳能电池板确实会导致气候变化?

不，不完全是。即使太阳能电池板吸收的热能是其产生的热能的两倍(请记住，我们使用的是非常自由的估计，实际产生的热量要少得多)，这也不是故事的结局。发电厂的效率只有31%左右，这意味着需要燃烧2.9千瓦时的燃料(近10,000 BTU)才能产生0.9千瓦时的电力。因此，发电厂直接向大气中增加的热量至少是太阳能电池板的1.6倍。请记住，太阳能电池板的数字被高估了，而发电厂的数字要现实得多。似乎这并没有完全消除神话，我们甚至还没有解决温室气体排放问题。自然地，太阳能电池板不会产生任何温室气体排放，但燃煤发电厂每千瓦时排放约2磅二氧化碳。这个公司₂在大气中积聚，并在很长一段时间内继续产生变暖效应。因此，太阳能电池板不仅向大气中增加的热量更少，而且它们也不排放任何温室气体。