新型向日葵形太陽(yáng)能集中器可使采集率提高10倍

        據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，科學(xué)家從向日葵身上獲取靈感，研制出向日葵形太陽(yáng)能集中器。他們表示這種集中器將讓太陽(yáng)能領(lǐng)域發(fā)生革命性變化。這種新型太陽(yáng)能集中器利用數(shù)個(gè)反射鏡將陽(yáng)光聚焦到轉(zhuǎn)換器芯片上。專(zhuān)家們表示這種太陽(yáng)能集中器可用于為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供電力。
新型向日葵形太陽(yáng)能集中器
科學(xué)家希望這項(xiàng)計(jì)劃能夠研發(fā)出具有經(jīng)濟(jì)可承受性的光電系統(tǒng)，能夠收集80%的陽(yáng)光并將其轉(zhuǎn)換成電量。這一系統(tǒng)可以在任何缺少可持續(xù)能源、可飲用水和冷空氣的地區(qū)建造，成本只有類(lèi)似系統(tǒng)的三分之一。這一系統(tǒng)的原型采用一個(gè)巨大的拋物柱面反射器，由數(shù)個(gè)小鏡構(gòu)成。它們與一個(gè)追蹤系統(tǒng)相連。追蹤系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)的位置確定最理想的角度。
新型向日葵形太陽(yáng)能集中器
拋物柱面反射器將陽(yáng)光反射到多個(gè)裝有光電芯片的微通道液體冷卻接收器。每個(gè)芯片的尺寸為1×1厘米，如果按照每天日照時(shí)間8小時(shí)計(jì)算，平均可產(chǎn)生200到250瓦電量。根據(jù)本周傳出的消息，瑞士技術(shù)與革新委員會(huì)將一筆為期3年的240萬(wàn)美元研究資金頒發(fā)給IBM研究院，太陽(yáng)能技術(shù)提供商Airlight Energy，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院以及庫(kù)爾技術(shù)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用科學(xué)大學(xué)和布克斯州際技術(shù)學(xué)院的科學(xué)家。他們將負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目的研發(fā)工作。這一項(xiàng)目被稱(chēng)之為經(jīng)濟(jì)型高聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電及光熱系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)HCPVT)。

HCPVT系統(tǒng)的整個(gè)接收器共有數(shù)百個(gè)光電芯片，能夠提供25千瓦電量。光電芯片安裝在微結(jié)構(gòu)層，微結(jié)構(gòu)層負(fù)責(zé)將液體冷卻劑輸送到距離芯片只有幾十微米的位置，冷卻劑的作用是吸收熱量，效率是當(dāng)前系統(tǒng)的10倍。IBM研究院的布魯諾-米切爾表示：“我們計(jì)劃在微通道冷卻模塊上使用三結(jié)光電池，能夠直接將所收集陽(yáng)光的超過(guò)30%轉(zhuǎn)換成電量，同時(shí)允許余熱回收效率達(dá)到50%以上。”

米切爾說(shuō)：“我們認(rèn)為能夠通過(guò)非常實(shí)用的設(shè)計(jì)達(dá)到這一點(diǎn)。我們提出的設(shè)計(jì)采用富有革新性的混凝土追蹤器，主光學(xué)系統(tǒng)由廉價(jià)的充氣鏡和混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這是一項(xiàng)非常樸素的革新，建立在輕型和高強(qiáng)度混凝土材料(用于建造橋梁)方面幾十年的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。”Airlight Energy首席技術(shù)官安德里亞-佩德雷蒂指出：“整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。我們用造價(jià)低廉的混凝土和簡(jiǎn)單的加壓金屬箔取代昂貴的鋼材和玻璃。”

根據(jù)科學(xué)家的設(shè)想，HCPVT系統(tǒng)能夠?yàn)槭澜绺鞯氐暮芏嗟貐^(qū)提供可持續(xù)能源和淡水，包括歐洲南部、非洲、阿拉伯半島、北美洲西南部、南美洲以及澳大利亞。此外，這種系統(tǒng)也能促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展，尤其是一些島嶼度假勝地，例如馬爾代夫、塞舌爾和毛里求斯。與這種系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)系統(tǒng)需要將各個(gè)組件組裝在一起，效率低同時(shí)成本高。目前，一個(gè)HCPVT原型正在蘇黎世的IBM研究院接受測(cè)試。作為此項(xiàng)合作研究計(jì)劃的一部分，其他幾個(gè)原型將在瑞士比亞斯卡和呂施利孔制造。