中國儲能網(wǎng)訊：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PeterBermel向記者表示，“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?！?
系統(tǒng)優(yōu)勢
該系統(tǒng)通過利用光譜分裂的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
Bermel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。”所以，整套系統(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(yàn)證其可行性，研究者們還需做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，去驗(yàn)證各個部分及整套系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況?！?
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。
