这是一款新的聚合物为基础的太阳能光热设备,是一个首创,它发电可以用热,也可以用可见阳光,这一进步可以降低成本,为家庭供暖,降幅高达40%。
地热附件用于热泵(heat pumps),在市场上就有,现在采集的热量是来自空气或地面。这种新设备使用一种液体,液体流过屋顶安装的模块,收集太阳热量,集成的太阳能电池发电是利用太阳的可见光。
“这是一个系统的方法,可使你的家庭超级有效,因为这一设备既可以收集太阳能,也可以收集热能,”戴维?卡罗尔(David Carroll)博士说,他是维克森林大学(Wake Forest University)纳米技术和分子材料中心主任。“我们的太阳能光热设备更好地利用了广泛的能量,就是太阳每天提供的能量。”
研究说明了这一有效的设备,刊登在三月号的同行评审期刊《太阳能材料和太阳能电池》(Solar Energy Materials and Solar Cells)上。
有一个标准,就是屋顶太阳能电池会丧失约75%的太阳能量,在任何时候都是这样,因为它不能吸收最长波长的光,就是红外线热(infrared heat)。这种电池会丧失更大的数量,就是丧失可用的日间太阳能,因为他们收集太阳光,最有效的是介于上午10时和下午2时
“在一个屋顶上,你有大量的可见阳光和热量是来自红外辐射(infrared radiation),”卡罗尔说。“太阳能电池产业在很大程度上忽略了这种热量。”
在设计上,这种新型太阳能光热装置可以利用这种热量,采用的是一种集成阵列的透明管,有5毫米的直径。管子平躺着,一种油混合专用染料,流过其中。可见的阳光照射到透明管内和油内,并转换为电能,这是因为喷涂了聚合物光电材料,就喷在管背面。这个过程会过度加热油,这些油随后流入热泵,就可以传输热量,进入家庭。
不同于目前使用的平板太阳能电池,这些弯曲的管子都在新设备内,可以收集的既有可见光也有红外热,从日出到日落都可以收集。这意味着它提供的电力可以满足一天中更大的一部分,胜过普通太阳能电池。
因为这种一般的结构,也因为捕捉光线能采取倾斜角度,这也成为第一款太阳能光热设备,可真正实现建筑一体化,它可以制成看起来几乎等同于屋顶瓦片,就是目前使用的那种。
测试这种太阳能光热设备,显示出30%的效率,就是太阳能转换为电的效率。相比之下,标准的太阳能电池带有聚合物吸热器,表现出的是不超过8%的转换效率。
这一研究小组将建造第一款平方米尺寸的太阳能热电池,就在今年夏天,这是关键的一步,将使这一技术走向市场。
世界首款 聚合物太阳能光热设备诞生
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