科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了97%的太陽能熱電效率

澳大利亞的科學(xué)家們一直在創(chuàng)造太陽能研究方面的新紀(jì)錄。早在2014年的時(shí)候，澳大利亞聯(lián)邦科工組織(CSIRO)就搞出過溫度和壓力最高的超臨界蒸汽。今年5月份，新南威爾士大學(xué)(UNSW)的工程師們又達(dá)成了34.5%的太陽能直接轉(zhuǎn)換效率。而現(xiàn)在，澳大利亞國立大學(xué)(ANU)的科學(xué)家們又將太陽能熱蒸汽的效率提高到了97%。

澳大利亞國立大學(xué)的科學(xué)家們，已經(jīng)創(chuàng)下了太陽能熱效率的一個(gè)新紀(jì)錄。

與直接吸收光能并轉(zhuǎn)換成電能的光伏面板不同，聚焦式太陽能發(fā)電(CSP)系統(tǒng)能夠在更廣闊的區(qū)域內(nèi)發(fā)射太陽光，并將之匯聚到一個(gè)小小的“接收器”上。

匯聚后的光熱可以將水加熱成水蒸氣，然后驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。值得一提的是，ANU的這套系統(tǒng)并沒有將能量轉(zhuǎn)儲到昂貴的電池里，而是將熱能存儲在了熔融鹽中。

這樣做的好處是，即使太陽下山，熔融鹽也能夠持續(xù)催生蒸汽和長久發(fā)電。

位于該國首都堪培拉的這個(gè)“大盤子”(BigDash)，由ANU團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和打造。它可將表面透鏡收集到的太陽能匯聚到頂端，然后把水加熱成蒸汽來發(fā)電。

BigDash的表層，遍布著凹面的反光片，它們將陽光集中匯聚到了小小的接收器上。新式接收器能夠減少先前一半的損失，從而實(shí)現(xiàn)97%的驚人轉(zhuǎn)換效率。

ANU工程研究學(xué)院的JohnPye博士表示：“計(jì)算機(jī)模型推導(dǎo)出了我們的設(shè)計(jì)效率有多么驚人，但在打造和測試之后，才確信其性能真的令人驚奇”。

上圖為項(xiàng)目研究者之一的FelixCenn在檢查BigDash的表面。

團(tuán)隊(duì)笑稱，這個(gè)接收器的設(shè)計(jì)，就像是一頂邊沿很寬的帽子。“盤子”將太陽光反射到了環(huán)繞接收器邊緣的水管空腔上，水在500℃的高溫下被加熱成了水蒸氣。

為了盡量減少熱損失，蒸汽在空腔最深處達(dá)到了峰值溫度，而任何‘損失’的熱量都會被回遞給管道。

盡管接收器聚焦了相當(dāng)于2100個(gè)太陽的熱量，但如果部件沒有精確對準(zhǔn)，還是會受到損傷。所以在一開始，團(tuán)隊(duì)只是使用了更加柔和的滿月光來校準(zhǔn)這套系統(tǒng)。

聚焦式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，比光伏太陽能面板成本更低、效率更高。

Pye說到：“該項(xiàng)目旨在盡最大可能地減少集中式太陽能熱電系統(tǒng)的成本，我們的目標(biāo)是將每千瓦時(shí)電能的成本削減12%。只有這樣，該技術(shù)才會具有足夠的競爭力”。

“新設(shè)計(jì)能夠太陽能熱電的成本降低10%，我相信，我們的技術(shù)將在電網(wǎng)中扮演重要的角色，幫助在夜間實(shí)現(xiàn)無需化石燃料的持續(xù)運(yùn)行”。

這項(xiàng)研究已于去年在SolarPACES大會上做過演講。