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光伏每周技术资讯汇总(第二十期)

分类: 光伏太阳能 浏览量: 留言数: 6632

  随着能源危机的到来,作为新能源的代表光伏产业得到了迅猛的发展。从1839年法国科学家发现液体的光生伏特效应算起,太阳能电池已经经过了170多年的漫长的发展历史。光伏产业的不断发展,如何离得开技术的开拓创新?

  太阳能车不再是空想

  国内电动车的领先制造者比亚迪,近期针对旗下电动车的发展做出了新战略,上海、北京等地也陆续推出了购买电动车的优惠政策,然而充电问题始终是私人使用电动车面临的一个难题。设想如果一款电动车可以用太阳能充电,岂不是解决了充电难题?

  虽然市面上还未见过太阳能电动汽车,但近日在京举行的中国国际汽车零部件展览会上,一款晋虹牌太阳能电动自行车吸引了大批参观者驻足。与传统的电动自行车相比,太阳能电动自行车外观与之类似,但后侧挂着的太阳能电池板却让它显得与众不同,因装载了太阳能电池板,该车可实现边骑行边充电的功能,同时当车停放在阳光下时也可自行充电。为了解决阴天下雨时期充电问题,该车保留了普通交流电的充电模式。

  太阳能电动自行车的量产让人不禁联想到,太阳能电动汽车的未来也不会遥远,香港专业教育学院师生已成功研发出了一款太阳能电动车SOPHIE,可实现太阳能充电35分钟行驶15公里。

  设想一下,类似太阳能电动自行车,如果给电动汽车加装太阳能电池板,实现利用太阳能充电,岂不一举多得,车停放时可充电、行车时可充电,既解决了充电问题,又不用交电费。一切皆有可能,谷歌无人驾驶汽车已进入路测阶段,太阳能电动车也不会是空想。

  香港制太阳能车迸发绿色创意

  香港专业教育学院的师生成功研发一辆轻巧的太阳能电动车“sophie”,只需充电35分钟,即使在没有阳光的环境下也可行走15公里,并在马来西亚举行的环保汽车马拉松比赛中获得亚军。

  负责这一项目的是一个26人团队,包括6名导师和20名学生,其中学生来自机械工程、电机、智能屋宇、科技及自动化、创意玩具设计等不同学科,各自在设计绘图、模拟试车、材料设定和计算能源功率等范畴分工合作。目前第三代sophie最高时速可达50公里,若以最节能方式形势,平时时速可达30公里。

  设计团队还特别订造较轻的透明软胶片,制作太阳能电池板,代替一般用玻璃片制成的太阳能板,并再减省多余组件,例如车门、空气调整系统和音响系统。为求整体设计简单,只保留车身、马达、车轮和太阳能组件,令车身重量减至60公斤,进一步节省能源。

  今年7月在吉隆坡举行的环保汽车马拉松比赛上,sophie与来自18个国家和地区的130个队伍竞赛,在23分钟内最节省能源方式在F1赛道的雪邦国际赛道上完成11.2公里的赛程,并夺得亚军。

  负责项目的香港专业教育学院讲师何建勋表示,该项目培养学生环保意识和推动绿色科技。他说:“学生可以明白到,要取用大自然的能量,一点也不容易,我相信这项目可增进他们的环保意识。我们也希望社会大众关注环保,让下一代了解太阳能其实也不容易得到,一点一滴也不要浪费。”

  何建勋希望,这项目可以带来示范作用,推动学界、专业团体和工业界研发更多太阳能发电装置。

  晶澳太阳能156高效直角单晶组件投入量产

  2012年10月上海——全球领先的太阳能光伏产品制造商晶澳太阳能近日推出了156高效直角单晶组件产品,该产品已经全面通过德国权威机构TUV莱茵测试,于2012年11月正式投入量产。

  晶澳太阳能一直以技术进步为目标,专注于工艺创新和新品研发。新品156高效直角单晶组件的量产主流功率档位为270W,最高功率超过275W,这是目前业界采用P型电池技术60片电池组件的最高功率。新品组件的最高转换效率可达16.82%,其年累计输出率比普通组件多4%,系统端可各节约超过2%的运输成本、占地成本以及设备材料成本。

  156高效直角单晶组件的成功研发得益于156高效直角单晶电池片的量产以及先进的组件端封装制造技术,在最大程度降低封装损失,大幅度提高输出效率的同时,还保持了晶澳太阳能产品一贯的卓越品质,具有良好的自清洁功能、卓越的弱光发电性能、优异的抗盐雾及耐氨性能。

  目前市场对高效组件的需求强劲,而晶澳太阳能的组件产品又普遍领先市场5~10W水平,高效直角单晶产品极大地提升了晶澳组件的竞争力,使其成为市场的佼佼者。

  太阳能WIFI 信号发射器 从热点到读卡器全搞定

  这是一款便携太阳能Wifi 信号发射器。它由可以变成太阳能充电板的可拆卸保护外壳以及信号发射主体组成。有了它,您就可以在能接收到网络信号的地方,通过这个 Wifi 信号路由打造热点,将一个上网帐号共享给多台电脑或是手持设备使用,十分方便。此外,它还能充当充电电源,给其他电子设备充电。即便手头没有读卡器,借助这个无线路由的卡槽,您还能方便地将相机卡上的照片传输到电脑上。

  得可太阳能发布金属化工艺最新研发成果

  11月9日,丝网印刷设备及工艺供应商得可太阳能在新竹举办客户研讨会,在会上,得可太阳能分享了其在超细丝网领域的最新科研成果,如通过得可顶尖金属化平台提升工艺技术等。

  据介绍,这些最新科研成果可以帮助太阳能电池企业提升电池转化效率并降低成本。虽然目前太阳能市场陷入低谷,这些技术依然很受关注,因为对于太阳能电池制造商而言减低电池生产成本依然是重要考虑之一。

  得可太阳能首席技术官陈霄博士表示:“目前对可持续能源太阳能的需求很大,但是补贴的减缩导致对于我们的客户而言,转化效率和成本费用成了主要问题。得可太阳能运用其对太阳能行业的知识和了解,以及其在丝网印刷方面长期积累的技术专长,研发了解决方案,如超细栅线二次钢网印刷工艺。这些领先工艺正应用在许多客户的生产线上,并且也获得了他们的非常积极的正面反馈,表明技术的确可以节约成本和改进工艺。”

  在会上,得可携手全球高效光伏太阳能电池浆料领先制造商杜邦微电路材料事业部合作进行了测试,结果表明与业界标准的一次丝网印刷工艺相比,浆料用量最多减少40%,并使相对效率提高大于 0.5%,通过使用专用的主栅线浆料,能保持浆料的高焊接强度。

  瑞士开发低成本染料敏化太阳能电池

  据《每日科学》网站11月11日报道,瑞士洛桑理工大学的科学家凯文·西沃拉领导的研究小组正致力于利用丰富而廉价的氧化铁(铁锈)和水研发一种新型染料敏化太阳能电池(DSSC),以利用太阳能制备氢气。虽然发表在最新出版的《自然光学》上的这项研究成果目前仍处于试验阶段,但它代表了科学家在氧化铁和染料敏化二氧化钛太阳能电池研究方面的新突破。

  染料敏化太阳能电池是一种模仿光合作用原理的太阳能电池,主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂和导电基底等几部分组成。其因原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单,在规模化工业生产中具有较大优势,对保护人类环境具有重要意义。

  1991年,瑞士洛桑理工大学教授格兰泽尔在染料敏化太阳能电池领域取得重大突破,成功研制出可利用水直接生产氢气的太阳能电池。此后科学家们一直致力于研究低成本、高转换率且能规模化生产的染料敏化太阳能电池。

  通常研究人员多采用氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物作为纳米多孔半导体薄膜,西沃拉研究小组所遵循的基本原理与格兰泽尔相同,但采用氧化铁作为半导体材料。其研制的设备是一种完全自备式控制,设备所产生的电子用于分解水分子,并将其重新组成为氧气和氢气。该研究小组人员利用光电化学技术致力于解决困扰氢气制备的最关键问题——成本。

  西沃拉说:“美国的一个研究小组已能将染料敏化太阳能电池的转换效率提高到12.4%。尽管其在理论上前景很诱人,但该方法生产电池的成本太高,生产面积仅为10平方厘米的电池,其成本就高达10000美元。”因此,西沃拉研究小组一开始就给自己设定了一个目标,即仅采用价格低廉的材料和技术。

  西沃拉指出,他们研制的设备中最昂贵的部分是玻璃面板。目前新设备的转换效率依然较低,仅为1.4%至3.6%,但该技术潜力很大。研究小组还致力于研制一种简易便捷的制作工艺,比如利用浸泡或擦涂的方式制作半导体薄膜。西沃拉说:“我们希望未来几年内将转化效率提高到10%左右,生产成本降为每平方米80美元以下。如果能实现此目标,就能较传统的制氢方法更具竞争力。”

  西沃拉预计,采用氧化铁作为半导体材料的串联电池技术,其转换效率最终将能够达到16%,同时成本也将会很低廉,这是该技术的最大优势。如果能够以廉价的方式成功储存太阳能,这项发明将能够大幅度增加人类利用太阳能的力度,可成为利用可再生能源的一种可靠方式。

  美国科学家用铁锈和水储存太阳能

  瑞士洛桑联邦工学院的科学家正在研究一种可以将光能转化为氢的技术。氢是一种不会留下碳足迹的清洁能源。这种技术所使用的基本原料是水和金属氧化物,比如氧化铁,也就是铁锈。

  为了保持这种太阳能制氢技术在经济上的可行性,凯温·西武拉及其同事将他们的研究对象限制在一些廉价的金属上,并选择了便于量产的生产流程。一篇刊登在《自然-光子学》月刊上的文章对这种目前仍在试验阶段的设备进行了介绍。

  将太阳能转化为氢的想法并不是一个新点子。在过去40多年里,研究人员一直在进行这方面的研究。在上世纪90年代,洛桑联邦工学院的米夏埃尔·格雷策尔也开始进行这项研究。他与日内瓦大学的一名同行合作发明了光电化学(PEC)串联式太阳能电池,这是一项直接由水产生氢气的技术。这两种技术的原型机利用了相同的基本原理:一块染料敏化太阳能电池加上一个氧化物半导体。

  目前几种版本的原型机的转化率仍然很低,介于1.4%至3.6%之间。不过这种技术拥有巨大的潜力。西武拉说:“基于我们利用氧化铁的构想,我们希望在未来几年里能够达到10%的转化率,同时将每平方米的成本控制在80美元以下。以这种价格,我们与传统的制氢方法相比将很具竞争力。”

  Switch8太阳能充电器

  对当代重度移动设备用户而言,如果你正在外面逛街、旅游或是吃饭,周围没有电源插座,手机又快没电了,那么一款合适的外置电池产品应该可以帮你不少忙。不过外置电池本身也需要充电,如果外置电池也没电了也很麻烦。所以一种名为Switch8可进行太阳能充电的充电器+电池套装产品问世了。

  这款充电器产品有一颗棒状电池,一端是USB接口,另一端则是USB插口。太阳能接收板本身看起来和一台小型笔电差不多,展开后两边的面板都可以接收太阳能充电,并将电量发至可充电的棒状电池中。

  随后用户就可以将自己的移动设备通过数据线接插到电池上进行充电了。Switch8的制造商宣称棒状电池本身要充满电在阳光下晒上6个小时就可以了。棒状锂离子电池本身输出可变的特性,令其支持几乎所有USB设备的充电工作,如iPhone、Android设备等等。

  Switch8全套设备包含USB适配器、棒状电池、太阳能充电接收板等相关配件,预计将在来年开春上市。这款设备全名GoalZeroSwitch8太阳能充电套装,目前已经可以在REI零售店及网上进行预订,售价为99.99美元。

  超高效侧发光的太阳能电池架构研发成功

  以色列内盖夫的本古里安大学的研究人员发明了一项革命性的新设计,聚光太阳能电池。新设计有一项非常好的功能,即从侧面照射,这样生成的太阳能转换效率,接近那些最高效太阳能光电板。

  新的太阳能电池板的细胞结构使得该项可以达到超越40%的转换效率,据了解,这是极其高效的太阳能电池了,其强度可以达到现在普通太阳能电池板吸收10000个太阳的效率。

  “通常情况下,聚光太阳能电池由相互依存的堆放材料串联的,具有显着的相关制造困难和效率的限制。”BGU的雅各布布劳斯汀学院的太阳能能源和环境物理学部门的Jeffrey Gordon教授解释道。

  “我们的新设计的聚光光伏电池的半导体材料,是完全独立的。这款最高效的太阳能电池克服了许多挑战,以及在编译元素的重重障碍才最终取得了成功。”他说。

  这种新架构也发现了潜在的太阳能使用材料,先前已被认为是不适合高度集中的太阳辐射下的材料比如硅材料,也可以按照细胞边缘(面)照明减少细胞内部阻力至可以忽略的水平。

  通过这样做,太阳能电池板的浓度水平细胞效率峰值增加超过10000倍以上,这个效率比以往时候都要高。

  “我们的未来取决于替代能源的发展,在这一领域,BGU是一路领先,Gordon教授和他的同事们在BGU的能源计划继续带来新的创新将会影响我们的世界变得更好。

  “以尖晶石型颜料为吸光剂制备太阳能选择性吸热涂料的方法”获国家发明专利授权

  太阳能选择性吸附涂层是太阳能热利用中的关键技术,对提高集热器效率至关重要。选择性吸热涂层可用多种方法来制备,如喷涂法、电化学法、真空蒸镀和磁控溅射法等。然而这些方法均存在一定不足,如污染环境、工艺条件苛刻、生产成本较高、耐候性能不理想、发射率较高等。尖晶石型过渡金属氧化物(尖晶石型颜料)是一类重要的太阳能选择性吸热材料,具有适当的能隙Eg、能吸收能量较高的可见光和近红外范围的辐射,同时能透过能量较低的红外辐射。

  中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研发中心研究人员通过溶胶—凝胶自蔓延燃烧法制得尖晶石型过渡金属氧化物,将燃烧后的粉末在一定温度下煅烧得到黑色尖晶石型颜料,以此颜料为吸光剂采用简单涂覆法制备了具有较高选择性吸热能力的太阳能选择性吸热涂层。该项技术于近日获得国家发明专利授权(以尖晶石型颜料为吸光剂制备太阳能选择性吸热涂料的方法,专利号:ZL201110260189.4)。

  研究人员将纳米级尖晶石型颜料与树脂、溶剂、助剂利用球磨的方法分散均匀,再加入固化剂,得到太阳能选择性吸热涂料。将该涂料通过简单涂覆的方式均匀涂覆在金属基材上,经室温固化后得到太阳能选择性吸热涂层。实验表明,该涂层具有较高的太阳能吸收率(0.95左右)和较低的发射率(0.10左右),可有效提高太阳能集热器的光热转换效率,而且该涂层具有良好的机械性能和较强的耐候性,使用寿命在45 年以上。

  该方法原料廉价易得、工艺简单可控、成本低廉,便于工业化生产。

  现代价值2080万美元太阳能研发中心运营

  现代重工集团(HHI)于韩国阴城郡投资2080万美元建成新的太阳能研发中心,作为600MW电池和组件制造运营的基地。

  现代重工绿色能源部首席运营官Lee Chung-dong表示“新建太阳能研发中心配备有尖端设备,通过降低成本及提高效率巩固我们作为综合性环保公司的领军地位。”

  该公司越来越着力于先进电池和组件技术以在过度拥挤的市场中提高自身的区分度。

  该公司表示,目前已经完成对铜连接选择性发射极太阳能电池的开发,使转换效率高达19.7%,同时也完成发射极钝化背面局部掺杂(PERL)电池开发,转换效率达20.4%。公司表示,这两项技术都已通过Fraunhofer ISE认证。

  美国最新太阳能薄膜产品问世

  近日,气候组织大中国区总裁吴昌华女士在其个人微博发布了美国最先进的太阳能薄膜产品图,据说新型薄膜电池的效率可达到14%以上,实验室可以达到18%左右,但是,相信在技术方面,太阳能可以提升的空间会更大。

  英国科学家发明生产存储一体的太阳能电池

  2012年11月2日,英国哥伦比亚大学(UBC)宣布将申请太阳能与光能转换电池国际专利。英国哥伦比亚大学Beatty教授说:“使用新的体系结构可帮助人们设想建造获取和存储能量一体化的太阳池。”

  生产和存储能够在单个太阳能电池内进行。据英国哥伦比亚大学的观点,通过光合作用可以实现利用丰富的、容易补充的和可再生的生物材料。

  新型太阳能存储电池满足自然间歇性的光伏系统

  “与光电技术不同,太阳能存储电池依靠非常薄的吸收层和透明的电极,这种新技术的运作时平行光到达电极表面,允许厚设备储存大量能量,”J. Thomas Beatty教授说道。

  该项发明的目的是让工业安装整套能源存储组件的太阳能光伏(PV)系统。该系统类型满足自然间歇性的光伏系统,由于模块云层的运动和夜间电力的需求,提供了降低电网总需求的解决方案。太阳能光伏系统的并网发电和离网发电进行商业化会增加市场价值。

  该装置预计能为能源套利提供一个简单有效的方法,通过直接或间接地存储太阳能,供以后使用。技术成果商业化将允许更大的太阳能光伏发电一体化进入总能源供应和管理系统,因此这项发明有潜力增加全球太阳能光伏系统并网发电和离网发电的市场价值。

  这种新方法涉及到像细胞一样会吸收光的电池、两个电极和电解质。在电解质里的光收获分子吸收光,电荷被激活的光收获分子转移到中介分子,达到近乎完美的量子效率。中介分子存储收获的能量,需要的时候可以在电极上提取。该技术效能的本质是具有高度选择性电极的发展,每个首先起化学反应的电极只有一个类型的中介分子。

  “使用新的体系结构人们可以设想建造获取和存储能量的太阳池。这是一个非常通用的新方法,”教授比蒂强调。

  高效太阳能储能系统问世

  美国阿肯色州大学研究人员开发出一种太阳能储能系统,该系统可以储存太阳能板吸收的热量。该系统的成本比常规储能系统成本要低。

  常规储能系统的工作原理就是用熔盐炉或者石油或者岩石层装置吸收太阳能热量。这是一般储能系统的工作原理。

  PanneerSelvam,MicahHale和MattStrasser在美国费耶特维尔的工程研究中心外展示了新热储能试验系统。岩石层装置热储能系统是目前成本最低并且最高效的热储能系统。岩石层装置储能系统的确可以储能,但是储能系统还有改进的空间。

  当温度上身或下降时岩石层储能系统会膨胀或收缩。这就是我们称的棘轮效应。由于岩石受热膨胀(超过岩石装进储能器时的形状),就会使储能器壁受力。这和冬天冰膨胀并挤碎你的瓶子或水管一样。

  民用工程学教授Panneer Selvam表示:最高效的收集太阳能的常规储能系统可以满足美国能源部对太阳能储能系统的要求。但是这种方法存在着一些问题。常规储能系统中的填充物会给储能系统器壁施加压力并损坏器壁。这就造成了我们为考虑到的低效性,同时更重要的可能造成存储器壁的灾难性破裂。

  新方法

  阿肯色州大学研究者设计出了结构变温储能系统。系统中是由平行放置的混凝土板,混凝土板中穿插了钢管。钢管将吸收的太阳能板吸收热量转移到混凝土板中,直到温度达到沸水或者产生水蒸气的温度才停止传热。系统还可以将热量供给至一个以热量做为能量来工作的装置中比如一个斯特林发动机或热电组件。

  这种变温储能系统可在600摄氏度下进行工作,工作效率为93.9%。

  该系统的成本仅为$0.78perkWh,远远低于美国能源部制定的$15perkWh目标。

  让我们来看看该系统与电池相比的优劣之处:铅酸电池成本为$25perkWh,锂铁电池成本为$50到$100perkWh,根据电池类型以及使用习惯锂铁电池的使用寿命是铅酸电池的4倍。

  由于该储能系统成本低,它可以促进太阳能行业的发展。当应用这种储能系统时,太阳能的市场占有率将会更高。

  聚光光伏有望2016年获得低30%的成本优势

  在IMS研究报告里指出,聚光光伏技术每年可降低成本16%,新增安装量从160千瓦,到2016年可能到3兆瓦。

  该报告称,聚光光伏前期投入的成本虽高于传统光伏,但高效的光伏电池和组件的转换效率,可以生产出高效的电量。除去生产成本,聚光光伏在高效的电量方面,比传统光伏所在目标市场便宜。

  聚光光伏系统与光伏相比,预计将有能力实现低达12%成本。供应商如继续降低成本和提高转换效率,2016年聚光光伏有望比传统光伏成本低30%。

  百兆瓦光伏电站集成技术研究达国际领先

  近日,由中广核太阳能(大柴旦)开发有限公司职工自主研究完成的《百兆瓦光伏电站集成技术研究》通过青海省科技成果评比,达到国际先进水平。该项目在国内首先提出并实现了大规模并网光伏电站的数学建模,通过实验测试验证了数学模型的准确性,为深入研究光伏电站接入电网的稳定性提供了有效手段。

  据了解,该项目通过对逆变器等设备的失控问题和不平衡解耦算法研究,解决了光伏电站的低电压穿越和频率穿越问题,提高了光伏电站自身的稳定性;对大规模并网光伏电站的标准化设计、流水化施工、标准化通用模块、设备定型、寿命管理及标准化备品备件等技术进行了深入的研究,提高了工程建设效率,保证了工程质量,降低了建设成本。

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