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新太阳能技术将效率提升至50%
发布时间:2016-08-22     来源: 第四能源
本文摘要:  如今,太阳能技术已取得突飞猛进的发展,薄膜太阳能发电效率已高达31%,聚光太阳能技术也已日渐成熟。然而,现有太阳能技术也有其技术瓶颈,发电效率始终在30%左右徘徊,但这种局面即将为新的技术所打破。
  如今,太阳能技术已取得突飞猛进的发展,薄膜太阳能发电效率已高达31%,聚光太阳能技术也已日渐成熟。然而,现有太阳能技术也有其技术瓶颈,发电效率始终在30%左右徘徊,但这种局面即将为新的技术所打破。日前,美国普渡大学的研究者们通过将现有多种太阳能技术混搭,构建一个混合系统,将太阳光利用效率提升至50%。
 
  技术混搭
 
  通过技术混搭,普渡大学的研究者们创造了一个全新的概念,它混合了现有三种太阳能技术,分别是PV、热电技术(TE)和聚光太阳能技术。当然,该系统并不是简单地将三种技术累加在一起,而是充分利用太阳光谱,构建了一个完整有序的系统。


 
  首先,PV太阳能电池板能将可见光与紫外线等高能光子转化为电能,提供系统约20%的电能。如采用薄膜太阳能电池板,发电效率会提升至31%。
 
  同时,研究者们采用一种全新设计的“选择性的太阳能吸收器和反射镜”热电装置,能将太阳光热低能光子转化为电能,生成约5%的电能;与此同时,该热电装置通过使用镜组聚光,将热量收集并进行存储,驱动蒸汽涡轮,生成约占本系统25%的电能。
 
  普渡大学电子和计算机工程学院的助理教授PeterBermel向记者表示,“这种做法集成了现有的几种使用太阳能的方法,通过使用混合系统,能全光谱利用太阳光线,从而提高太阳能发电效率。”
 
  系统优势
 
  该系统通过利用光谱分裂的优点,提高太阳光利用效率,降低发电成本,并能显著提高电网兼容性。理想状况下,这套系统能在现有条件下利用太阳光效率超过50%,而单靠PV系统,效率最多只有31%。
 
  
     这套系统的关键在热电装置,它主要发挥两种重要作用:一、热电装置在反射可见光的同时,吸收近红外的光子,从而提高太阳光照的利用率;二、热电装置不断提高储热温度,在日落之后,蓄热器的高温能保证涡轮机运转发电。
 
  Bermel进一步解释,“这是一种选择性的系统,能充分利用太阳光谱,蓄热器能为生产电能提供更高的灵活性,整套系统在日落之后仍然能持续发电几个小时。”所以,整套系统能满足全天不同时段的用电需求。
 
  研究进展
 
  目前,该项研究工作已得到美国能源部和美国国家科学基金的支持。然而,整套系统仍处于理论设计阶段,为验证其可行性,研究者们还需做进一步实验分析。
 
  谈及未来,Bermel显得信心满满,“这种混合系统无疑是可行的,理论上,我们已知道应该做什么,但目前还需通过更多实验,去验证各个部分及整套系统的运转情况。”
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