混合系统的设计 以获取全光谱的太阳能
一个新的概念可以带来高效的太阳能,它结合了三种技术,将光谱的不同部分转换成太阳能,并在日落后储存能量使用。
将这些技术结合起来,可以利用和储存比单独使用任何一种技术更多的阳光光谱。
普渡大学电气和计算机工程学院的助理教授彼得·伯梅尔说:“采用混合方法采集全光谱的阳光,可以提高效率,降低发电成本,提高电网的兼容性。””我们的想法是使用目前大部分存在的技术,但以一种创造性的方式将它们结合起来,使我们能够获得比通常更高的效率。
该方法结合了太阳能光伏电池,将可见光和紫外线转化为电能,将热量转化为电能的热电装置,以及发电的汽轮机。热电装置和汽轮机将由热收集和储存的热量驱动,使用镜子将阳光聚焦到新设计的“选择性太阳能吸收器和反射器”上。
他说:“这是一个光谱选择系统,因此能够有效地利用尽可能多的光谱。“热储能使发电时间有很大的灵活性,因此系统可以在日落后产生数小时的电力,提供一整天的一致的电力来源。”
这项研究的结果在一篇提前在网上发表日期为8月15日的论文中有详细说明,该论文预定在未来一期的《能源与环境科学》杂志上发表。
混合系统的设计是为了满足一天中不同时间不断变化的电力需求。
贝梅尔说:“通常情况下,美国家庭一夜之间的使用率很低,然后需求在早晨大幅上升,白天略有下降,然后在下午5点左右上升。”“光伏发电在白天与负载非常匹配,但在峰值时不匹配。所以我们的想法是储存能量只需几个小时,这样可以帮助你解决尖峰需求的时间。”
理想情况下,该系统可以实现50%以上的效率使用现实材料,而仅光伏电池的31%。
新的选择性太阳能吸收器和反射器是这种方法的关键,并将发挥两个关键作用:通过反射可见光而吸收近红外光子来提高效率,并提高储存的热量的温度,然后在一天中需要时将其用作电能。
为了验证整个系统的理论设计,仍然需要进行实验研究。
伯梅尔说:“我认为这种混合方法是可行的。“原则上,我们理解需要做什么,但我们需要做实验,以验证组件和整个系统。”