傾斜的太陽能電池板（前），產(chǎn)生更強的冷卻效果，勝過與屋頂齊平的電池板。 來源：加州大學圣地亞哥分校

有一項研究，就在即將出版的一期《太陽能》雜志上，克萊斯爾和他的團隊發(fā)表了他們的看法，認為經(jīng)同行評審，這是第一次測量太陽能光伏板具有的冷卻效果。使用熱成像技術，研究人員發(fā)現(xiàn)，在白天，大樓頂部覆蓋太陽能電池板時，溫度比裸露的屋頂?shù)?華氏度。到了晚上，電池板有助于保持室內(nèi)熱量，減少冬季取暖成本。

“談積極的一面，”克萊斯爾說。

克萊斯爾說，太陽能電池板如雨后春筍，越來越多地用在住宅和商用建筑屋頂上，因此，更加重要的是要考慮它們?nèi)绾斡绊懡ㄖ锏目傮w能源成本。他的研究小組發(fā)現(xiàn)，為建筑物制冷所節(jié)省的金額，相當于獲得太陽能電池板價格5％的折扣，這是按電池板使用壽命期間計算。或者用另一種方式計算，節(jié)省的冷卻成本相當于多出售5％的太陽能給電網(wǎng)，這是對比電池板對建筑物產(chǎn)生的實際效益而言，研究人員的研究表明。

研究數(shù)據(jù)的收集用了三天，是四月份進行是，數(shù)據(jù)來自鮑威爾結構系統(tǒng)實驗室（Powell Structural Systems Laboratory）的屋頂，就在雅各布工程學校，他們采用了一架熱紅外相機。該大樓安裝了傾斜的太陽能電池板，有的太陽能電池板也與屋頂平行。屋頂?shù)哪承┎糠譀]有覆蓋電池板。

這些電池板實際上可以為屋頂遮影，安東尼•多明戈斯（Anthony Dominguez）說，他是領導這一項目的研究生。不是太陽光直接射到屋頂上，那樣會導致熱量穿透屋頂，進入建筑物天花板內(nèi)，相反，是太陽能光伏板承受了太陽光的照射。然后，大部分的熱量就在電池板和屋頂之間被風吹走了。效果還可以更大，只需要有一個開放的空間，讓空氣在建設物和太陽能電池板之間流通，因此，傾斜的電池面板可以提供更多的冷卻。此外，更有效率的太陽能電池板，就會產(chǎn)生更大的冷卻效果，克萊斯爾說。建筑研究人員分析，電池面板使到達屋頂?shù)臒崃繙p少約38％。

雖然測量是在一個有限的時間內(nèi)進行，克萊斯爾說，但是他相信，他的團隊開發(fā)的模型，使他們能夠利用研究結果，預測全年的冷卻效果。

例如，在冬季，電池板會阻止太陽烤熱建筑物。但到了晚上，它們也會保持室內(nèi)積聚的任何熱量?？巳R斯爾說，在像圣地亞哥（San Diego）這樣的地區(qū)，兩方面的影響基本上相互抵消。

左：谷歌地圖拍攝的鮑威爾結構實驗室，傾斜的太陽能電池板陣列在北側，平行的太陽能電池板陣列在屋頂中心。右：鮑威爾結構實驗室天花板熱紅外圖像，拍攝于2009年4月19日下午5:10，色帶顯示的溫度是開氏度，傾斜太陽能電池板陣列的跡象可以看到是一個涼爽的區(qū)域，就在圖像中央。來源：加州大學圣地亞哥分校

這項研究的想法產(chǎn)生時，克萊斯爾、多明戈斯和一群本科生正在準備一次即將召開的會議。他們決定，讓本科生給鮑威爾實驗室的屋頂拍照，就用熱紅外相機。這些數(shù)據(jù)證實了小組的懷疑，就是太陽能電池板的確會給屋頂降溫，也會給建筑物的天花板降溫。

“有更有效的方式被動冷卻建筑物，如在屋頂鋪上反光膜，”克萊斯爾說。“但是，如果你正在考慮安裝太陽能光伏板，根據(jù)你屋頂?shù)臒嵝阅?，你就可以期望大量減少所使用的制冷能量，就是給您的住宅或營業(yè)場所降溫所使用的能量。”

這項研究的資金來自美國航空航天局（NASA）研究生研究項目獎學金（Graduate Student Research Program fellowship）。克萊斯爾的研究資金來自美國國家科學基金會（National Science Foundation），加州公共事業(yè)委員會（California Public Utilities Commission），能源部和加州能源委員會（California Energy Commission）。研究者感謝鮑威爾結構實驗室，特別是安德魯•古薩特（Andrew Gunthardt），使他們的建筑可以用于研究。Kleissl說，如果有更多的資金，他的團隊就可以開發(fā)一個計算器，人們可以用它來預測自己屋頂?shù)睦鋮s效果，以及在他們自己特定氣候區(qū)域的情況。為了進一步提高模型的準確性，研究人員還可以比較兩個受氣候影響的相同的建筑物，在同一街區(qū)，一個用太陽能電池板，另一個不用。