混合太阳能转换器以85%的效率同时收集阳光和热量

2020-07-18 18:20:07

工程师们已经开发出一种新型的混合太阳能转换器,它利用太阳能产生电力和蒸汽。据报道,该设备效率高,运行成本低,使工业能够利用更广泛的太阳能光谱。

从太阳收集能量最常见的方式是通过光伏发电。这些太阳能电池从阳光中产生电力,它们非常简单,从花园灯到电网本身,它们被内置到了一切东西中。

但这不是唯一的办法。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流体。然后,它可以用来发电-比如用蒸汽驱动涡轮机-或者更直接地,用来为家庭供暖或用于其他工业过程。

通常这两个系统是分开的,但有人试图将它们配对成单个混合设备,这通常会导致效率较低或成本较高。但现在,研究人员声称已经发明了一种新的混合太阳能转换器,它融合了这两个世界的最好。

这个装置看起来像一个卫星天线,一个小装置悬挂在抛物面收集器的中心。碟子部分是镜像的,将太阳光聚焦到中间的盒子上。这一部分的底部包含多结太阳能电池,它们收集可见光和紫外光并将其转化为电能。

但更聪明的是,这些电池将红外光--热能--重定向到设备更高层的一个独立的热接收器。这个接收器本质上是一个被加压水包围的杯状空腔,它捕获热量并转化为蒸汽。

该研究小组表示,总收集效率为85.1%,这意味着非常高数量的太阳能量被转化为电力或热能。蒸汽可以加热到248°C(478°F),这比许多其他热能收集器的温度高得多。这意味着它足够热,可以用于许多工业过程,如干燥、烘烤、杀菌和巴氏杀菌。

另一个优势是成本。该研究小组报告说,一旦扩大规模,这种混合动力设备的运行成本可以低至每千瓦时3美分。

该团队由杜兰大学(Tulane University)、圣地亚哥大学(University Of San Diego)、圣地亚哥州立大学(San Diego State University)、波音光谱实验室(Boeing-Spectrlab)和其他实验室的研究人员组成,已获得下一轮开发的后续资金,并计划改进技术,努力扩大规模,用于中试工厂测试。