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首条太阳能板道路发电超预期 70米足够家庭耗电

2015-07-10 12:14:11   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:这条道路是自行车道,总长度约为70米。它在水泥板里嵌入了晶体硅太阳能电池板,可将太阳能转化成电,并输送给电网,为街灯、交通信号灯或附近民宅供电。
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  2014年,荷兰北部城市克罗曼尼建立了世界上首条太阳能电池板道路。经过6个月的试验,工程师们表示,这套系统甚至比预期效果更好。

  这条道路是自行车道,总长度约为70米。它在水泥板里嵌入了晶体硅太阳能电池板,可将太阳能转化成电,并输送给电网,为街灯、交通信号灯或附近民宅供电。而路面表层是可起到保护作用的玻璃,可承受12吨重消防车的重量。

  工程师们称,这70米长的太阳能电池板道路发电3000千瓦时,足够一户家庭的全年用电。铺设这条道路的SolaRoad组织发言人Sten de Wit说:“如果我们以全年为标准计算,我们认为其每年每平方米可发电70千瓦时。”由此可见其巨大潜力,如果我们将现有所有道路都铺上太阳能电池板,能够产生多少电量?

  正是这种思维导致Solar Roadways项目在互联网上被炒作起来,这个众筹计划目的旨在利用太阳能电池板覆盖公路,为全美供电。可是,荷兰成为这种创意的首个实施国家。

  工程师们耗费5年时间研发这套系统,它十分耐用。技术公司Imtech可再生能源系统顾问让-亨德里克·克雷默(Jan-Hendrik Kremer)说:“如果有电池板损坏、被遮住或脏掉,只需要单独更换即可。”

  在6个月的测试期间,这条道路上有超过15万名骑自行车者通过。到目前为止,他们只发现过一次故障。一小块涂层因为温度变化而出现分层现象。SolaRoad团队现在正努力改进这种涂层。SolaRoad母公司、荷兰研究机构TNO科学家斯坦·克勒克斯(Stan Klerks)说:“我们已经研发出新的涂层,它足以应对交通载荷,同时为过往车辆提供摩擦力。”“”

  研究人员设计的电池板不仅可让更多光线射入,而且至少可支持使用20年,与屋顶太阳能电池板寿命类似。这种技术的潜力十分惊人,不仅公路可产生足够电力供应当地住户,而且还能为其他照明工程供电。

  2014年,荷兰设计工作室Studio Roosegaarde曾提出太阳能电池板公路构想,即白天吸收太阳能,晚上则利用著名画家梵高的《星夜》(Starry Starry Night)图制成LED灯,引导骑车者。

  SolaRoad现在正与荷兰许多地方政府合作,试图将这种技术推广到更多地方。此外,他们还与美国加州政府签订了类似协议。(BI中文站)

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  腾讯科学据国外媒体报道,美国科学家通过与传统科学研究相反的新思路,用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。该太阳能电池效率提升的关键并非是让其吸收更多光子而是让其释放出更多光子,未来用砷化镓制造的太阳能电池有望突破能效转化记录的极限。

  过去,科学家们都强调通过增加太阳能吸收光子的数量来提升太阳能电池的效率。太阳能电池吸收阳光后产生的电子必须被作为电提取出来,而那些没有被足够快速提取出的电子会衰变并释放出自己的能量。

  美国能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室科学家伊莱·亚布鲁诺维契领导的研究表明,如果这些释放的能量作为外部荧光排放出来,太阳能电池的输出电压就会提高。亚布鲁诺维契说:“我们的研究表明,太阳能电池释放光子的效率越高,其能源转化效率和提供的电压就越高。外部荧光是太阳能电池转化效率达到理论最大值——肖克莱·奎塞尔效率极限的关键。对于单p-n结太阳能电池来说,这个最大值约为33.5%。”

  参与研究人员欧文·米勒解释道,在太阳能电池的开路环境中,电子无处可去,就会密密挤在一起,理想的情况是,它们排放出外部荧光,精确地平衡入射的太阳光。

  基于此,由亚布鲁诺维契联合创办的阿尔塔设备公司使用亚布鲁诺维契早期研发的单晶薄膜技术——外延层剥离技术,用砷化镓制造出了最高转化效率达28.4%的薄膜太阳能电池。这种电池不仅打破了此前的转化效率,其成本也低于其他太阳能电池。目前效率最高的商用太阳能电池由单晶硅圆制造,最高转化效率为23%。砷化镓虽然比硅贵,但其收集光子的效率更高。就性价比而言,砷化镓是制造太阳能电池的理想材料。

  亚布鲁诺维契说:“太阳能电池的高性能与外部荧光有关,我们的理论将显著改变未来太阳能电池的面貌,我们将生活在一个太阳能电池非常便宜而且高效的世界中。”

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