如今,，太陽能技術(shù)已取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,，薄膜太陽能發(fā)電效率已高達(dá) 31%，聚光太陽能技術(shù)也已日漸成熟,。然而,，現(xiàn)有太陽能技術(shù)也有其技術(shù)瓶頸，發(fā)電效率始終在 30% 左右徘徊,，但這種局面即將為新的技術(shù)所打破,。日前，美國普渡大學(xué)的研究者們通過將現(xiàn)有多種太陽能技術(shù)混搭,，構(gòu)建一個混合系統(tǒng),，將太陽光利用效率提升至 50%。

技術(shù)混搭

通過技術(shù)混搭,，普渡大學(xué)的研究者們創(chuàng)造了一個全新的概念,，它混合了現(xiàn)有三種太陽能技術(shù)，分別是 PV,、熱電技術(shù)（TE）和聚光太陽能技術(shù),。當(dāng)然，該系統(tǒng)并不是簡單地將三種技術(shù)累加在一起,，而是充分利用太陽光譜,，構(gòu)建了一個完整有序的系統(tǒng),。

首先,，PV 太陽能電池板能將可見光與紫外線等高能光子轉(zhuǎn)化為電能,，提供系統(tǒng)約 20% 的電能。如采用薄膜太陽能電池板,，發(fā)電效率會提升至 31%,。

同時，研究者們采用一種全新設(shè)計的「選擇性的太陽能吸收器和反射鏡」熱電裝置,，能將太陽光熱低能光子轉(zhuǎn)化為電能,，生成約 5% 的電能；與此同時,，該熱電裝置通過使用鏡組聚光,，將熱量收集并進(jìn)行存儲，驅(qū)動蒸汽渦輪,，生成約占本系統(tǒng) 25% 的電能,。

普渡大學(xué)電子和計算機(jī)工程學(xué)院的助理教授 Peter Bermel 向第四能源記者表示，「這種做法集成了現(xiàn)有的幾種使用太陽能的方法,，通過使用混合系統(tǒng),，能全光譜利用太陽光線，從而提高太陽能發(fā)電效率,?！?/p>

系統(tǒng)優(yōu)勢

該系統(tǒng)通過利用光譜分裂的優(yōu)點，提高太陽光利用效率,，降低發(fā)電成本,，并能顯著提高電網(wǎng)兼容性。理想狀況下,，這套系統(tǒng)能在現(xiàn)有條件下利用太陽光效率超過 50%,，而單靠 PV 系統(tǒng)，效率最多只有 31%,。

這套系統(tǒng)的關(guān)鍵在熱電裝置，它主要發(fā)揮兩種重要作用：一,、熱電裝置在反射可見光的同時,，吸收近紅外的光子，從而提高太陽光照的利用率,；二,、熱電裝置不斷提高儲熱溫度，在日落之后，蓄熱器的高溫能保證渦輪機(jī)運轉(zhuǎn)發(fā)電,。

Bermel 向筆者進(jìn)一步解釋,，「這是一種選擇性的系統(tǒng)，能充分利用太陽光譜,，蓄熱器能為生產(chǎn)電能提供更高的靈活性,，整套系統(tǒng)在日落之后仍然能持續(xù)發(fā)電幾個小時?！顾裕紫到y(tǒng)能滿足全天不同時段的用電需求,。

研究進(jìn)展

目前,，該項研究工作已得到美國能源部和美國國家科學(xué)基金的支持。然而,，整套系統(tǒng)仍處于理論設(shè)計階段,，為驗證其可行性，研究者們還需做進(jìn)一步實驗分析,。

談及未來，Bermel 顯得信心滿滿,，「這種混合系統(tǒng)無疑是可行的,，理論上，我們已知道應(yīng)該做什么,，但目前還需通過更多實驗,，去驗證各個部分及整套系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況?！?/p>

該項研究的論文,，已發(fā)表在 8 月 15 日的《能源環(huán)境科學(xué)》雜志的網(wǎng)絡(luò)平臺上；該系統(tǒng)的演示視頻,，也已在 YouTube 視頻網(wǎng)站同步上線,。

**本文作者張龍華，文章首發(fā)第四能源（微信號：FourthEnergy）,，轉(zhuǎn)載請與頭條號作者取得聯(lián)系,。

圖片來自網(wǎng)絡(luò)。