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厲害啦!被NASA帶到國際空間站的太陽能技術,在天津也有應用

來源:新能源網(wǎng)
時間:2018-12-24 15:11:57
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厲害啦!被NASA帶到國際空間站的太陽能技術,在天津也有應用在軌運行近20年之久的國際空間站,是人類迄今為止最大規(guī)模的載人航天工程,被譽為“國際太空合作奇跡&rdquo

在軌運行近20年之久的國際空間站,是人類迄今為止最大規(guī)模的載人航天工程,被譽為“國際太空合作奇跡”。多年來,大量科學研究與測試通過國際空間站得以實現(xiàn),直接促進了人類生命科學、生物技術、航天醫(yī)學、材料科學、流體物理等現(xiàn)代尖端科學的進步。

12月18日,據(jù)《環(huán)球時報》報道,美國國家航空航天局(NASA)正在國際空間站測試一項太陽能電池技術,評估未來是否可用于NASA低地球軌道飛行任務,包括為立方體衛(wèi)星(CubeSats)提供動力。報道顯示,被NASA選用于國際空間站的太陽能技術,是來自我國高科技能源企業(yè)漢能旗下美國子公司Alta Devices(漢能阿爾塔)的砷化鎵薄膜太陽能電池。

漢能工程師與NASA科學家和供應商合作,用創(chuàng)新的封裝材料研制了9塊柔性砷化鎵太陽能電池陣列。這些電池已于2018年上半年制造完畢,并交付給NASA進行測試。11月17日,實驗項目由NG-10 Antares火箭運往國際空間站。在未來幾周內,這些太陽能電池將被安裝在國際空間站面向天頂?shù)奈恢谩?/p>

(圖片:漢能砷化鎵柔性太陽能電池芯片)

我國民營高科技企業(yè)漢能一直致力于研發(fā)全球領先的砷化鎵薄膜太陽能技術。近期,該公司推出了第四代砷化鎵太陽能技術,在功率重量比重方面,新一代技術提高了160%。目前,漢能自主掌握的新型砷化鎵太陽能電池技術,可以開發(fā)出只有一微米厚的砷化鎵電池層,(一根人類頭發(fā)的厚度約為40微米)。這一技術具有光電轉換效率高、抗紫外線、抗輻射性能好、柔性好、質量輕等優(yōu)勢,且在高溫和弱光條件下的發(fā)電能力突出,可為多個高附加值領域產(chǎn)品提供動力,如小衛(wèi)星、無人機(UAV)和新能源汽車等。

(圖片:采用漢能砷化鎵太陽能電池的波音平流層太陽能無人機)

事實上,在與NASA牽手之前,漢能砷化鎵太陽能技術已多次運用于高端航空航天領域。據(jù)美國航空航天專業(yè)媒體Aviation Week & Space Technology于11月中旬報道,采用漢能柔性砷化鎵薄膜電池,波音公司設計了一架翼展74米的平流層太陽能無人機“奧德修斯”(Odysseus),僅靠太陽提供動力就能實現(xiàn)“無限飛行”。而此前,也有媒體報道推測,F(xiàn)acebook高空長航時無人機采用的也是漢能砷化鎵太陽能芯片。

漢能太陽能技術接連被全球航空權威機構及公司選中,自有其道理:據(jù)世界三大再生能源研究機構之一的德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)認證,漢能阿爾塔砷化鎵薄膜單結電池轉換效率達到29.1%,再次刷新世界紀錄。這一程碑式的突破是漢能阿爾塔自2010年起連續(xù)第七次刷新此項世界紀錄,也是公司迄今取得的第13個太陽能電池或組件效率的世界紀錄。至此,漢能在砷化鎵電池領域,保持雙結電池(31.6%)、單結電池(29.1%)、量產(chǎn)組件(25.1%)轉換率等多項全球領先水平,進一步奠定了其在高效太陽能薄膜電池領域的絕對領先地位。

(圖片:漢能柔性銅銦鎵硒芯片制造)

事實上,除了在砷化鎵太陽能技術上保持全球領先,漢能的銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能技術,同樣讓中國領先世界五到十年。

2012至2014年,漢能持續(xù)投入,先后完成了對德國銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池制造商Solibro、美國銅銦鎵硒薄膜太陽能電池制造商MiaSole和Global Solar Energy(GSE)、美國柔性砷化鎵薄膜太陽能電池制造商Alta Devices公司的收購。

通過一系列的并購整合之后,目前,漢能擁有全世界最先進的銅銦鎵硒、砷化鎵等8900多項專利申請,具備了柔性薄膜太陽能生產(chǎn)線核心裝備的自主設計以及制造能力。漢能子公司Solibro制造的玻璃基大面積銅銦鎵硒(CIGS)薄膜組件轉換率達到18.72%;子公司MiaSole依靠濺射法制造的柔性銅銦鎵硒薄膜組件,轉換率達到19.4%,均為目前全球最高水平。

(圖片:天津市濱海新區(qū)的中新友好圖書館太陽能公交站)

這么牛的太陽能技術,

其實在天津市已有落地應用!

今年秋天,天津市濱海新區(qū)的中新友好圖書館太陽能公交站建成。作為國內首批太陽能公交候車亭項目,站亭集成28片漢能CIGS薄膜太陽能電池,只要有陽光,車站就能自己發(fā)電,且不排放任何污染物,是真正的低碳節(jié)能、綠色環(huán)保。依靠太陽能發(fā)電,車站可以提供新聞瀏覽、電子書借閱、查詢生活服務、購買商品、城市WIFI熱點覆蓋等功能。

從全球范圍看,太陽能發(fā)電技術與建筑、汽車、無人機,以及民用產(chǎn)品的結合越來越生機勃勃,行業(yè)的跨界整合、產(chǎn)品的跨界生產(chǎn)已成為太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。而漢能正通過發(fā)電瓦“漢瓦”、發(fā)電墻“漢墻”、太陽能背包、新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)等載體,使薄膜太陽能開始走進千家萬戶,讓萬物發(fā)電!

(圖片:漢能柔性銅銦鎵硒芯片制造)

擁有長達十余年從研發(fā)到量產(chǎn)經(jīng)驗的漢能MiaSole,依靠濺射法制造的柔性銅銦鎵硒薄膜組件,光電轉換率達到19.4%,為全球最高水平。漢能MiaSole具備全球唯一的“CIGS一站式全自動卷繞式磁控濺射鍍膜系統(tǒng)”產(chǎn)線交付能力,該產(chǎn)線擁有不破真空連續(xù)完成所有CIGS電池薄膜沉積的工藝,其獨有技術更突破了CIGS量產(chǎn)良品率與成本的瓶頸,單次可連續(xù)投入8千米長、1米寬不銹鋼襯底,單臺單次生產(chǎn)產(chǎn)能超過1.2MW,其工藝節(jié)拍小于60分鐘,研發(fā)與生產(chǎn)周期也為業(yè)界最短。同時,漢能MiaSole產(chǎn)線技術生產(chǎn)過程能耗低,且無廢水廢氣排放,是真正的清潔環(huán)保技術。

基于這一領先技術,漢能將完全擁有自主知識產(chǎn)權的MiaSole銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能芯片通過內外雙層的夾膠封裝工藝,精密封裝在高透光度玻璃內層中,研發(fā)的新一代屋面瓦,它兼具高效發(fā)電性能和高等級安全性能,又能滿足建筑的整體性和審美設計需求,具有廣闊的市場前景,它的大規(guī)模推廣應用還將對綠色環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻。

漢瓦作為一款建材,其安全性能較比傳統(tǒng)屋面瓦全面提升,具有更優(yōu)異的隔熱、保溫、防火、防滲水、抗冰雹等性能。尤其是在防水性能方面,漢瓦因其玻璃材質、U型擋水條、F型卡槽等三重特殊防水結構設計,極大地提高了屋頂?shù)姆浪阅堋h瓦在結構上還有非常完善的防風、防雷擊等安全設計,并可以在零下40到零上85攝氏度的環(huán)境下正常發(fā)電,產(chǎn)品質量及安全性都滿足相關行業(yè)要求。

(圖片:漢能太陽能發(fā)電漢瓦應用實景案例)(圖片:漢能太陽能發(fā)電漢瓦應用實景案例)(圖片:漢能太陽能發(fā)電漢瓦應用實景案例)

12月11日,漢能HanTile-CS(單玻三曲漢瓦)正式獲得TüV萊茵認證證書,這是繼2月雙玻三曲漢瓦獲得SGS-TUV(SGS and TUV Saar land)認證后,又一漢瓦系列的產(chǎn)品獲此殊榮。TUV萊茵認證,全面印證了漢瓦產(chǎn)品的優(yōu)異性能,為其拓展更廣闊的國際市場打下了堅實的基礎。此前,漢能已與日本FGS國際集團在北京簽署高達9億人民幣的漢瓦預售合約,據(jù)測算,這批漢瓦投入使用后,能夠滿足近3萬個家庭的正常用電。在歐洲,今年6月底,歐洲首批漢瓦36kW試點項目在瑞典斯德哥爾摩的5棟高端新建別墅也已完成安裝。

與此同時,漢能還擁有全球領先的Solibro玻璃基銅銦鎵硒薄膜技術,基于連續(xù)十年的生產(chǎn)運營經(jīng)驗基礎,漢能Solibro具有設備—工藝—產(chǎn)業(yè)化交鑰匙工程的集成能力和交付經(jīng)驗,以及低產(chǎn)線建設和生產(chǎn)成本的集成控制能力。據(jù)了解,其核心共蒸發(fā)技術采用獨有的CIGS點源共蒸發(fā)技術,具有低成本、高知識產(chǎn)權控制、工藝升級靈活等獨特優(yōu)勢。目前,Solibro可按客戶需求從設計薄膜電池裝備交鑰匙工程開始,直至產(chǎn)線啟動運行,提供全面支持,包括自主設計的CIGS共蒸發(fā)系統(tǒng)等全線設備,保證最高品質的CIGS核心工藝以及最高的組件轉化效率。

基于這一技術開發(fā)的,革命性太陽能建筑一體化產(chǎn)品——漢墻,芯片轉換率21%,領先行業(yè)至少3到5年。同時,漢墻將薄膜太陽能芯片與玻璃幕墻合二為一,兼具高效發(fā)電性能和高等級安全性能,已獲得及申請了中國3C認證和全球6個國家、地區(qū)的權威機構認證。

漢墻燃燒性能等級達到A級;防水等級IP67,即使在暴雨沖刷或低壓水柱沖擊下,仍然能夠保證不滲水并安全工作;抗壓能力6000Pa/㎡,相當于12級臺風強度,并在-40℃至85℃都能保持正常工作狀態(tài)。在發(fā)電與安全性能上,擁有700多項專利的漢墻提供10年質保,承諾25年功率輸出不低于初裝功率85%。不僅是單一產(chǎn)品,漢墻提供集建筑結構設計、電氣設計、建筑熱工分析,到系統(tǒng)集成、施工及運維為一體的解決方案,為客戶提供一站式服務。

一經(jīng)推出,漢能漢墻就受到了國際市場的青睞,11月29日,漢能與澳大利亞綠色建筑公司ETS簽署高層商業(yè)樓宇漢墻銷售協(xié)議。協(xié)議為期三年,涉及物業(yè)面積9萬平方米,總金額超過一億人民幣。

漢墻創(chuàng)造的經(jīng)濟效益不容小覷:以安裝1000平米漢墻為例,日發(fā)電量可達到326度,一年的發(fā)電量可達11.89萬度!假設全國30億平方米的幕墻全部采用發(fā)電墻系統(tǒng),一年的發(fā)電量就可達到2448億度,相當于2.5座三峽電站!

以上圖的廣東省河源市華僑城大廈為例,它是目前采用漢能發(fā)電墻單體面積最大的建筑,總建筑面積約16萬平方米,建筑高度約85米,共18層高,發(fā)電墻總面積達到2823.67平方米。項目共安裝了2506塊漢墻產(chǎn)品,裝機容量310千瓦,年發(fā)電量可達約21萬度,其減排效果相當于為城市種了一萬多棵樹!如果將發(fā)電量換算成資產(chǎn),也是絕對的高回報!