第二代太陽能發電技術使光電轉化率超過40% —新聞—科學網

2020-11-22 科學網

 

記者 高長安

10月29日下午2時許,首都西南60公裡處的河北省涿州市,天晴氣朗、陽光明媚。

在位於涿州開發區的涿州聚燁光能技術有限公司(以下簡稱「聚燁光能公司」)內一片草坪地上,幾十個大玻璃組成的「鏡子」面對太陽,共同將陽光反射到前方一個塔上方的「接收器」上。

「這裡是我們正在進行最後調試的塔式聚光光伏太陽能示範發電站。今天天氣好、光照足,對太陽能示範發電站來說是個難得的『好日子』。」

聚燁光能公司董事長王鳳指著其中一塊「鏡子」告訴《中國科學報》記者,玻璃組成的「鏡子」叫定日鏡,它像向日葵一樣可自動追尋太陽運行,捕捉強效果的太陽光線。定日鏡所處區域被稱為鏡場。鏡場內現在有56個定日鏡,定日鏡將太陽光聚集在中央塔結構上的光伏接收器上,接收器裝有以密集陣列式排布的超高效光伏電池實現太陽能到電能的轉化。

「塔式聚光光伏太陽能涿州示範發電站運行後發電功率為200千瓦。」王鳳介紹,這項技術是一種集合了光熱發電和光伏發電為一體的創新型塔式太陽能發電技術,和常見的塔式技術一樣,其採用定日鏡收集太陽能,即將陽光反射至一個安裝在塔式結構的接收器上。

王鳳告訴記者,與傳統光熱技術在聚光區域內加熱熱工介質,產生高溫蒸汽來推動汽輪機發電原理所不同的是,該系統採用一種源於太空領域應用的超高效率的光伏電池技術;與傳統晶矽和薄膜類電池所不同的是,這種電池是由數個用砷化鎵材料形成的光伏電池組成,每個電池均針對一段特定太陽光譜區域特性而特別設計,其轉化效率遠遠高於晶矽及薄膜類光伏電池。而且其轉化效率的持續提高是有充分保障的。目前該電池的光電轉化率已經超過40%,預計未來幾年裡將突破50%,而傳統晶矽類電池的轉化率僅在20%左右。這些光伏電池被安裝在聚光區域內的接收器裡,它們將所接收到的太陽能直接轉化成電能,其他未被轉化成電能的光能將被以熱能形式收集起來。接下來對所收集到熱能的開發利用將會更進一步提高太陽能的綜合利用率。

據悉,這項技術來自澳大利亞,由澳大利亞和美國的技術人員歷經15年共同研發成功,屬第二代太陽能發電技術。其發電效率高達40.4%。該轉換效率已經得到了美國國家可再生能源實驗室的認證,並打破了此前由德國弗勞恩霍夫等創造的36.7%的世界紀錄。

今年9月21日,擁有塔式聚光光伏全部核心技術的澳大利亞光電資源公司在北京以授權轉讓形式,向聚燁光能公司轉讓該項目的全部核心技術,同時在澳大利亞和涿州各建光能發電站。

該協議於去年「中國·澳大利亞周」舉辦期間籤署,時隔一年後順利實施。至此,聚燁光能公司取得包括光電模組在內的全部技術轉讓權和大中國區的獨家生產銷售權,以及全球市場的推廣銷售權。

據記者了解,今年6月,澳大利亞的示範發電站已經建成正式併網發電。目前正在進行最後調試的這座建在涿州的示範發電站也將於11月併網發電。

王鳳介紹,不同與傳統光伏產業的晶矽類電池,此次轉讓項目核心是多結砷化鎵電池,該電池目前的光電轉化率已經超過40%,而傳統晶矽類電池的轉化率僅在20%左右。此外,此次轉讓技術內容還包括能自動追尋太陽運行的定日鏡技術在內的全套系統技術。

據了解,該技術是以零碳排放和零噪音的方式發電,水的用量也僅僅限於清潔和維護方面,同時熱能被回收並用做儲能。

由於採用了貨櫃式安裝和運輸設計,無大規模電纜鋪設的施工要求,極大降低了成本。

澳大利亞光電資源公司方面負責人介紹,該項技術利用計算機控制鏡子將光線聚集到具有超高效率的半導體材料上,而這些半導體材料原本是為宇宙飛船提供動力設計的。與傳統太陽能發電技術相比,同樣的發電功率下,只用原先50%的材料,發電效率能提高兩倍,其系統成本僅為傳統晶矽項目的5%,而且採用模塊化設計,擴大發電規模的速度是原有技術的5倍。

據介紹,雙方各投資250萬澳元,在澳大利亞建立設備生產線,生產年發電達100兆瓦功率的發電設備,中國三峽新能源將利用這些設備建設新型太陽能發電站。

「中國是一個能源消耗大國,我們需要發展可再生能源,我們需要更高效、更廉價的可再生能源。」王鳳告訴記者,聚燁光能公司與澳大利亞光電資源公司、中國三峽新能源公司已經構建戰略合作夥伴關係,三方計劃在未來3年實施500 兆瓦的商業化項目,產值可達50億元,實現該項目商業化和規模化,並和澳方一起向全世界推廣這個項目。

相關焦點

  • 「第三代」光伏發電技術簡介
    北極星太陽能光伏網訊:第一代光伏發電技術=晶體矽光伏發電,有單晶矽和多晶矽的差別。優點是光電轉化率較高,缺點是售價較貴,生產多晶矽耗能較多,也容易汙染環境。第二代光伏發電技術=花式品種繁多的薄膜電池,優點是材料用量少,售價較低,重大缺點是光電轉化率只有晶體矽的一半,佔地面積也較多。主要品種有:1、非晶、納米晶、微晶等矽薄膜。2、CIGS即銅銦鎵硒組成的薄膜。
  • 何祚庥:抓緊發展第三代光伏發電技術
    北極星太陽能光伏網訊:第三代光伏發電技術和第一代、第二代有什麼不同?何祚庥:第一代、第二代光伏發電技術都是用半導體技術。第一代指的是晶體矽光伏發電,分為單晶矽和多晶矽,現在用得非常普遍,我們國家在這個市場佔有很大份額。第二代指的是品種繁多的薄膜電池,優點是材料用量少,最大的缺點是光電轉化率只有晶體矽的一半。
  • 何祚庥院士:抓緊發展第三代光伏發電技術
    何謂第三代光伏發電技術調研組:第三代光伏發電技術和第一代、第二代有什麼不同?何祚庥:第一代、第二代光伏發電技術都是用半導體技術。第一代指的是晶體矽光伏發電,分為單晶矽和多晶矽,現在用得非常普遍,我們國家在這個市場佔有很大份額。
  • 有機太陽能電池光電轉化率達12.7%
    有機太陽能電池光電轉化率達12.7% 2016-12-15 科技日報 馮國梧 吳軍輝 【字體他們利用寡聚物材料的互補吸光策略構建了一種具有寬光譜吸收特性的疊層有機太陽能電池器件,實現了12.7%的光電轉化效率,這是目前文獻報導的有機/高分子太陽能電池光電轉化效率的最高紀錄。近日,該成果論文發表在英國《自然·光子學》雜誌上。  有機太陽能電池以具有光敏性質的有機(包括高分子)材料作為半導體材料,通過光伏效應產生電壓,進而形成電流, 實現太陽能發電。
  • 中建材光電材料有限公司研製太陽能發電玻璃
    中建材光電材料有限公司最近成功研製出一種高效的太陽能發電玻璃,名為碲化鎘薄膜太陽能電池。實際上發電的不是玻璃,而是塗抹在普通玻璃上僅有4微米厚的一層碲化鎘光電材料塗層。
  • 光電轉化率高達 70%,太陽能反應堆面世
    8月15日消息,日前,美國西北太平洋國家實驗室研發出了太陽能反應堆裝置,其大大提高了光電轉化率,可大幅降低每公斤氫燃料的生產價格。據介紹,研究人員研發的這套裝置的光電轉化率比常規太陽能電池板的20%光電轉化率高出3倍多,實驗條件下的太陽能反映堆裝置的有效轉化率能達到70%,而自然界中植物的光合作用把太陽光轉換為能量的有效率略低於10%。如果將太陽能反應堆技術用於氫燃料製造,其成本將由原來的10~13美元降低至2美元每公升。
  • 科學網—塔式聚光示範發電站涿州併網發電
    本報訊 近日,光電轉化率超過40%的塔式聚光示範發電站在河北涿州聚燁光能技術有限公司建成並成功併網發電。
  • 「印刷術」突破柔性鈣鈦礦太陽能電池難題—新聞—科學網
    這項研究通過納米組裝-印刷方式製備了鈣鈦礦的蜂巢狀納米支架,並在其內部搭建起「光學諧振腔」,這兩項創新同時提高了柔性鈣鈦礦太陽能電池力學穩定性和光電轉化率。 鈣鈦礦材料的新應用 「如果智能手錶能配太陽能發電的錶帶,就不用天天充電了。」談到開展該研究的初衷,論文第一作者、中國科學院化學所博士生胡笑添表示。
  • 染料敏化太陽能電池實現光能發電
    染料敏化太陽能電池實現光能發電 發表於:2008-04-22 10:39:28     作者:索比太陽能來源:Solarbe.com  Solarbe獲悉,華東師範大學科研人員經過3年多實驗與探索,利用納米材料在實驗室成功製造出人工'葉綠體',即染料敏化太陽能電池,實現了低成本的光能發電。
  • 《科學》刊發鈣鈦礦太陽能電池穩定性新進展—新聞—科學網
  • 薄膜發電到底是個什麼技術?
    什麼是薄膜發電技術?要搞清楚這個概念,首先需要了解一下光伏發電技術。將太陽能直接轉換為電能的技術就是光伏發電技術,是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。光伏發電技術的關鍵元件是太陽能電池,目前主要應用於光伏發電的電池都是基於半導體技術。
  • 中國造出可發電玻璃,讓房子變發電站,完爆傳統的太陽能發電
    據統計,全球各地建築消耗了40%的全球電力。雖然現在有太陽能發電,但是太陽能板不透光、笨重、成本高,導致只能使用在大型的企業大廈的樓頂或者牆壁,未能實現普及。尋找更為清潔的能源是全世界科學家奮鬥的目標,而最近,我國研發出了「發電玻璃」,又名叫碲化鎘薄膜太陽能電池,其研發公司中國成都中建材光電材料有限公司擁有了自主的智慧財產權。
  • 你知道什麼是薄膜發電技術嗎?
    要搞清楚這個概念,首先需要了解一下光伏發電技術。將太陽能直接轉換為電能的技術就是光伏發電技術,是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。光伏發電技術的關鍵元件是太陽能電池,目前主要應用於光伏發電的電池都是基於半導體技術。其中又可以細分為兩種,一種是較為傳統較為成熟的晶矽電池,另一種就是新一代的薄膜電池。
  • 染料敏化太陽能技術將為下世代太陽光電產品帶來新風貌
    北極星太陽能光伏網訊:近來各種太陽能發電的技術受到市場矚目,這是因為矽晶太陽能技術固然已經成熟,但市場仍期待有更新穎的太陽能技術。我們最近訪問了臺灣廠商永光化學(EverlightChemical),該公司創立於1972年,主要從事高科技化學品之研發、生產及銷售。
  • 新技術讓太陽能電池在85℃下運行500小時—新聞—科學網
    黃維院士團隊等製作新型鈣鈦礦薄膜
  • 未來薄膜太陽能技術將更貼近我們的生活
    而第二代太陽能電池薄膜太陽能電池正在崛起,其特點是透光性好,而且質輕,是一種新型建築材料,可以應用於居民屋頂、農用大棚、車船天頂。比如共享單車利用薄膜太陽能技術供電等等。受到市場好評。顧名思義,薄膜太陽能電池是將一層薄膜製備成太陽能電池,薄膜太陽能電池具有的透光性是傳統晶矽電池無法比擬的。在當下,建築物本身對於自然光源都會有必要的需求,人們不會希望陽光完全被遮蔽。
  • 太陽能光伏技術的發展
    光伏技術的關鍵元件光伏發電技術的關鍵元件是太陽能光伏電池。太陽能光伏電池的發展,大致可以分為三代。第一代是矽系太陽能電池;第二代是薄膜太陽能電池;高倍聚光電池、有機太陽能電池、柔性太陽能電池、染料敏化納米太陽能電池等新技術則統稱為第三代太陽能電池。
  • 光電轉化率超18%,目前最高性能二維鈣鈦礦太陽能電池
    光電轉化率超18%,目前最高性能二維鈣鈦礦太陽能電池 2020-12-16 15:45 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 【薄膜太陽能新聞發布會】《薄膜太陽能發電系統與建築一體化規程...
    歡迎大家出席今天的新聞發布會。太陽能是一種可再生能源。一般用作發電或者為熱水器提供能源。在化石能源日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,是一種新興的可再生能源。
  • 成都中建材光電:「發電玻璃」工業和商業應用已較成熟
    「發電玻璃」又叫碲化鎘薄膜太陽能電池,因其具有弱光性好、適用於建築外牆等特點,又被稱作「掛在牆上的油田」。「發電玻璃」由成都中建材光電材料有限公司(以下簡稱成都中建材光電)擁有完全自主智慧財產權。相較於晶體矽電池,蔣猛表示,「發電玻璃」在外觀呈現上,與晶體矽做出來的產品有很大差別,而且「發電玻璃」屬於新型第二代太陽能電池。