科学家打造混合型太阳能转换器 收集太阳光和热量的效率可达85%

2020-07-16 14:14 来源: cnbeta 

  据外媒报道,工程师们已经开发出一种新型的混合型太阳能转换器,它利用太阳的能量来制造电力和蒸汽。据报道,该装置效率高,运行成本低,可以让工业界更广泛地利用太阳能。从太阳收集能量的最常见方式是通过光伏发电。这些太阳能电池从太阳光中产生电力,而且它们非常简单,以至于从花园灯到电网本身,它们都内置在一切东西中。

  但这不是唯一的方法。太阳能聚光器收集热量而不是光,将太阳光集中起来加热所含的液体,然后用于发电--例如作为蒸汽转动涡轮机--或者更直接地用于加热家庭或其他工业过程。通常这两个系统是分开的,但人们曾试图将它们配对成单一的混合设备,结果往往是效率较低或成本较高。但现在,研究人员声称已经创造出了一种新的混合型太阳能转换器,将两个设备的优点混合在一起。

  该装置看起来像一个卫星天线,在抛物线集热器的中心悬挂着一个小装置。碟子部分是镜面的,并将太阳光聚焦到中间的盒子上。这一部分的底部装有多结太阳能电池,它可以收集可见光和紫外线并将其转化为电能。但聪明的部分是,这些电池将红外光--即热能--重定向到设备中更高处的独立热接收器。这个接收器基本上是一个杯状的腔体,周围是加压的水,它可以捕捉热量并变成蒸汽。

  该团队表示,总的收集效率为85.1%,这意味着非常多的太阳能量被转化为电力或热量。蒸汽可以被加热到248 °C(478 °F),这比许多其他热能收集器的温度高得多。这意味着它的温度足以用于许多工业过程,如干燥、固化、消毒和巴氏杀菌。

  另一个优势是成本。该团队报告说,一旦扩大规模,这种混合装置的运行成本可以低至每千瓦时3美分。

  该团队由杜兰大学、圣地亚哥大学、圣地亚哥州立大学、波音光谱实验室和Otherlab的研究人员组成,已经获得了下一轮开发的后续资金,并计划完善该技术,并努力扩大规模进行中试工厂测试。

  该研究发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上。