據(jù)國外媒體報道，科學家從向日葵身上獲取靈感，研制出向日葵形太陽能集中器。他們表示這種集中器將讓太陽能領域發(fā)生革命性變化。這種新型太陽能集中器利用數(shù)個反射鏡將陽光聚焦到轉(zhuǎn)換器芯片上。專家們表示這種太陽能集中器可用于為偏遠地區(qū)提供電力。

新型向日葵形太陽能集中器

科學家希望這項計劃能夠研發(fā)出具有經(jīng)濟可承受性的光電系統(tǒng)，能夠收集80%的陽光并將其轉(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，成本只有類似系統(tǒng)的三分之一。這一系統(tǒng)的原型采用一個巨大的拋物柱面反射器，由數(shù)個小鏡構成。它們與一個追蹤系統(tǒng)相連。追蹤系統(tǒng)根據(jù)太陽的位置確定最理想的角度。

新型向日葵形太陽能集中器

拋物柱面反射器將陽光反射到多個裝有光電芯片的微通道液體冷卻接收器。每個芯片的尺寸為1×1厘米，如果按照每天日照時間8小時計算，平均可產(chǎn)生200到250瓦電量。根據(jù)本周傳出的消息，瑞士技術與革新委員會將一筆為期3年的240萬美元研究資金頒發(fā)給IBM研究院，太陽能技術提供商AirlightEnergy，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院以及庫爾技術經(jīng)濟應用科學大學和布克斯州際技術學院的科學家。他們將負責這一項目的研發(fā)工作。這一項目被稱之為經(jīng)濟型高聚光太陽能光伏發(fā)電及光熱系統(tǒng)(以下簡稱HCPVT)。

HCPVT系統(tǒng)的整個接收器共有數(shù)百個光電芯片，能夠提供25千瓦電量。光電芯片安裝在微結(jié)構層，微結(jié)構層負責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，效率是當前系統(tǒng)的10倍。IBM研究院的布魯諾-米切爾表示：“我們計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光的超過30%轉(zhuǎn)換成電量，同時允許余熱回收效率達到50%以上。”

米切爾說：“我們認為能夠通過非常實用的設計達到這一點。我們提出的設計采用富有革新性的混凝土追蹤器，主光學系統(tǒng)由廉價的充氣鏡和混凝土結(jié)構構成。這是一項非常樸素的革新，建立在輕型和高強度混凝土材料(用于建造橋梁)方面幾十年的經(jīng)驗基礎之上。”AirlightEnergy首席技術官安德里亞-佩德雷蒂指出：“整個系統(tǒng)的設計非常簡單。我們用造價低廉的混凝土和簡單的加壓金屬箔取代昂貴的鋼材和玻璃。”

根據(jù)科學家的設想，HCPVT系統(tǒng)能夠為世界各地的很多地區(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)需要將各個組件組裝在一起，效率低同時成本高。目前，一個HCPVT原型正在蘇黎世的IBM研究院接受測試。作為此項合作研究計劃的一部分，其他幾個原型將在瑞士比亞斯卡和呂施利孔制造。