科學家打造混合型太陽能轉換器 收集太陽光和熱量的效率可達 85%

2021-02-25 CSPFocus光熱發電資訊

據外媒報導，工程師們已經開發出一種新型的混合型太陽能轉換器，它利用太陽的能量來製造電力和蒸汽。據報導，該裝置效率高，運行成本低，可以讓工業界更廣泛地利用太陽能。從太陽收集能量的最常見方式是通過光伏發電。這些太陽能電池從太陽光中產生電力，而且它們非常簡單，以至於從花園燈到電網本身，它們都內置在一切東西中。

但這不是唯一的方法。太陽能聚光器收集熱量而不是光，將太陽光集中起來加熱所含的液體，然後用於發電 -- 例如作為蒸汽轉動渦輪機 -- 或者更直接地用於加熱家庭或其他工業過程。通常這兩個系統是分開的，但人們曾試圖將它們配對成單一的混合設備，結果往往是效率較低或成本較高。但現在，研究人員聲稱已經創造出了一種新的混合型太陽能轉換器，將兩個設備的優點混合在一起。

該裝置看起來像一個衛星天線，在拋物線集熱器的中心懸掛著一個小裝置。碟子部分是鏡面的，並將太陽光聚焦到中間的盒子上。這一部分的底部裝有多結太陽能電池，它可以收集可見光和紫外線並將其轉化為電能。但聰明的部分是，這些電池將紅外光 -- 即熱能 -- 重定向到設備中更高處的獨立熱接收器。這個接收器基本上是一個杯狀的腔體，周圍是加壓的水，它可以捕捉熱量並變成蒸汽。

該團隊表示，總的收集效率為 85.1%，這意味著非常多的太陽能量被轉化為電力或熱量。蒸汽可以被加熱到 248 ° C（478 ° F），這比許多其他熱能收集器的溫度高得多。這意味著它的溫度足以用於許多工業過程，如乾燥、固化、消毒和巴氏殺菌。

另一個優勢是成本。該團隊報告說，一旦擴大規模，這種混合裝置的運行成本可以低至每千瓦時 3 美分。

該團隊由杜蘭大學、聖地牙哥大學、聖地牙哥州立大學、波音光譜實驗室和 Otherlab 的研究人員組成，已經獲得了下一輪開發的後續資金，並計劃完善該技術，並努力擴大規模進行中試工廠測試。

該研究發表在《Cell Reports Physical Science》雜誌上。

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