光伏和光熱技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)混合發(fā)電？
來源：技術(shù)評(píng)論 | 0評(píng)論 | 7310查看 | 2013-08-10 12:46:12
據(jù)美國麻省理工學(xué)院（MIT）的《技術(shù)評(píng)論》雜志7月31日?qǐng)?bào)道，美國研究人員正嘗試取兩種不同的太陽能技術(shù)之所長，研究出一種晚上和陰天也能工作的“混合太陽能”發(fā)電技術(shù)。
美國能源部下屬的能源高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA-E）表示，目前，太陽能正變得越來越便宜，但其獨(dú)有的間歇性使其只能在某些時(shí)段某些地方施展“身手”，僅占美國總能耗的5%。
有鑒于此，ARPA-E將投入3000萬美元，對(duì)幾個(gè)讓光伏技術(shù)和太陽光熱技術(shù)“聯(lián)姻”的示范項(xiàng)目提供資助，這樣的“混合太陽能”技術(shù)有望在晚上和陰天都工作，相關(guān)研究目前還處于初始階段。
當(dāng)前，將太陽能電池板產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)起來要么非常昂貴，要么在某些地方并不實(shí)用。光熱電站會(huì)聚集太陽光來加熱水并為渦輪制造蒸汽，也可以通過將熱保存在隔熱的容器內(nèi)從而將能量存儲(chǔ)起來。光熱電站的成本是太陽能電池板的2倍。
ARPA-E認(rèn)為，光熱電站和太陽能電池板有幾種“聯(lián)姻”方式。
有些光熱電站需要將太陽光集中在細(xì)小且超高效的太陽能電池內(nèi)，但聚集的太陽光產(chǎn)生的熱會(huì)消散在大氣中。如果這些熱能被收集起來，它們就能被存儲(chǔ)起來以供日后發(fā)電使用。不過，要做到這一點(diǎn)，需要比較高的溫度，而高溫會(huì)破壞太陽能電池，研究人員目前正在研制耐高溫能力更強(qiáng)的太陽能電池。
另一種可行的辦法是將太陽光光譜分開。太陽能電池很擅長將某些光轉(zhuǎn)化為電，但對(duì)另一些光波則無能為力。人們可以讓無法被有效利用的光波長另謀出路，用其來加熱水并產(chǎn)生蒸汽。塔爾薩大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)教授托德·奧塔尼卡正在踐行這一理念。他利用懸浮在透明液體中的納米粒子來吸收某些波長的光，而讓另外一部分光通過納米粒子到達(dá)一塊太陽能電池內(nèi)。粒子吸收太陽光后會(huì)變熱，液體可以被用來產(chǎn)生蒸汽。
讓熱和太陽能電池板提供的電結(jié)合這一想法并不新。此前就有公司在傳統(tǒng)太陽能電池板旁邊添加一些管子并讓水通過管子。太陽能電池板提供的廢熱可以將水加熱。不過，這些系統(tǒng)的工作效率不高。
ARPA-E也在考慮資助其他利用熱和電的儲(chǔ)能技術(shù)。例如，將熱添加到電解液中，從而提高水制氫的效率，產(chǎn)生的氫氣可以讓燃料電池發(fā)電。
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