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太阳能收集系统有潜力全天候发电
2022年10月11日    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com    |  投稿

伟大的发明家托马斯·爱迪生曾说过:“只要阳光普照,人类就能够充分发展力量。”他并不是第一个对利用太阳的力量这一概念感到惊奇的伟人;几个世纪以来,发明家一直在思考和完善太阳能的收集方式。

他们在光伏电池方面做了一项惊人的工作,光伏电池将阳光直接转化为能量。尽管如此,有了所有的研究、历史和科学支持,太阳能的收获和使用仍然是有限的鈥攁它的生成仅限于白天。

休斯顿大学的一位教授正在继续这一历史性探索,报道了一种新型太阳能收集系统,该系统打破了所有现有技术的效率记录。同样重要的是,它为全天候使用太阳能扫清了道路。

Kalsi机械工程助理教授Bo Zhao和他的博士生Sina Jafari Ghalekohneh在《应用物理评论》杂志上报道说:“有了我们的建筑,太阳能收集效率可以提高到热力学极限。”。热力学极限是理论上太阳光转化为电能的绝对最大可能转换效率。

寻找更有效的方式利用太阳能,对于过渡到无碳电网至关重要。根据美国能源部太阳能技术办公室和国家可再生能源实验室最近的一项研究,在大力降低成本、支持政策和大规模电气化之前,太阳能在2035年和2050年可能分别占美国电力供应的40%和45%。

它是如何工作的?

传统的太阳能热光电(STPV)依靠中间层来调节阳光,以提高效率。中间层的正面(面向太阳的一面)设计用于吸收来自太阳的所有光子。这样,太阳能转换为中间层的热能,并提高中间层的温度。

但是,长期以来一直被认为是黑体极限(85.4%)的STPV的热力学效率极限仍远低于Landsberg极限(93.3%),后者是太阳能收集的最终效率极限。

赵说:“在这项工作中,我们表明效率不足是由于系统的互易性导致中间层不可避免地向太阳反向发射。我们建议使用具有非互易辐射特性的中间层的非互易STPV系统。”。“这样一个非互易中间层可以极大地抑制其对太阳的反向发射,并将更多的光子流导入电池。我们表明,通过这样的改进,非互易STPV系统可以达到Landsberg极限,而具有单结光伏电池的实际STPV系统也可以显著提高效率。”

除了提高效率外,STPV还保证了紧凑性和可调度性(电力可以根据市场需求进行编程)。

在一个重要的应用场景中,STPV可以与一个经济的热能储存装置耦合,以全天候发电。

赵说:“我们的工作突出了非互易热光子元件在能源应用中的巨大潜力。拟议的系统提供了一种新的途径,可以显著提高STPV系统的性能。它可能为非互易系统在目前发电厂使用的实际STPV系统中的应用铺平道路。”。

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