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《我国科学家创新光能利用方法 光伏电池发电量提升4至5倍》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2017-06-01

  • 近日，珠海新概念航空航天器有限公司首席科学家李晓阳带领的创新团队首创光能利用新方法，创造出超镜电工业产品并完成实验室和户外自然环境持续应用测试认证，使普通晶硅光伏电池的发电量提升4至5倍，相对大幅减少光伏电池用量，降低光伏发电成本，减少碳排放，提高光伏产业的综合环保效益。这项技术获得中国、美国等国家和地区的发明专利。

    超镜电系统能够主动远程获取和集成光能并以数倍辐照度输出，改变现有光伏发电都是被动接受光能方式，用独特的光学方法来主动迎取光能，实现提高光能密度但不增加温度的工业效果，解决各种高倍或低倍聚光光伏的增温难题；通过主动取得强大光能，以数倍级的高效来提高电池单位面积的发电量，改变各类光伏电池低效能发电的现状，实现低成本高效光能发电，在相同光照和环境条件下使相同面积的光伏电池持续提升4至5倍的发电量。.

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  • 《增发20%，秒杀电池效率的光伏反光膜》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-07-10
    • 众所周知，光伏是利用光电效应，将光转换成电的系统，因而提升光电效率成为科学家数十年的追求。然而事实是，当科学家在不断致力于效率突破时，真正的光伏电站却在大把“挥霍”着光电效率，比如说阴影遮挡、灰尘覆盖、设备故障停运…… 很多时候，比提升光电效率简单一千倍的，就是我们身边很常见的小事，光伏电站反光膜，就是这样一个新产品。 1.反光膜已来 近日，德国Solar Capital公司称，从2022年6月到2023年5月，其在希腊的三个光伏电站中运用了白色的太阳光反光膜。该光伏电站是离地1.5米、25度倾角的单轴跟踪光伏阵列，一年的数据显示，使用白色太阳光反射膜的阵列，光伏发电量增加超过6.4%。 其实早在2017年，泰州隆基就对不同的地面发射材料进行了实证电站监测，研究了双面组件在不同反光环境下的发电性能，并测试了其曝晒1年后的衰减情况，来进一步评估双面组件户外工作时的性能。研究发现，采用反光膜后相对常规组件多发电22.1%(组件最低点离地2m)。 而在2021年，中国企业浙江海利得公司生产的太阳光反射膜实现了在海外光伏电站项目的首次运用，配套沙特阿曼地区500兆瓦光伏电站，并有望继续拿到2023、2024年合计1亿元的阿曼订单。 2.反光膜的由来 其实早在2017年，当双面组件结合跟踪支架逐渐被重视起，中国企业便开始了双面组件发电量增益的探索。 过去的相关研究曾对雪地、水泥地、黄沙地、泥地、白色碎石、草地、水面等做双面发电背面增益的比较，以模拟下雪、屋顶、沙漠、地面光伏、水面光伏等各种安装。 而随着双面组件的市占率和双面率不断提升，如何让背面发电量更高就成为一个新的话题。正是这种需求，各种能提升反射率的反光设计开始出现。泰州隆基试验电站中对比了水泥地面和粘合着沥青的铝箔，尽管铝箔的发电量增益超过20%，但由于其成本较高而未能得到大面积推广。 此后，浙江海利得公司推出的PVC反光膜，经实证发电量增益超过10%，预期使用寿命在3-5年，成本大大降低，成功进入环境最严苛的中东沙漠市场。 3.反光膜，增发如此轻松 提升发电量的途径很多，最有影响力的莫过于提高光电转换效率。从多晶到单晶，从PERC到HJT/TOPCon，都是这条路线的产物，也是光伏发电技术进步的“正道”。 然而几乎任何一次光电转化效率的提升都是里程碑式的突破，也可能是电池设计理念的革命，也因此注定“正道”总是“沧桑”。因此，那些不是从事电池技术研究的技术人员会把目光瞄准第二条路径：提高光伏组件的进光量，让更多的太阳光到达电池表面。 在这一理念下，最典型的莫过于聚光光伏，但聚焦产生的过高进光量导致了其它的技术难题。此后，行业又在提高玻璃的光透射率（高透光伏玻璃、减反射膜）、封装胶膜透射率（不惜牺牲封装胶膜的老化性能）、白色胶膜增加反射光、双玻组件/透明背板增加反面发电、跟踪支架、转光膜等产品上取得了各种突破。 可以说，目前光伏的所有技术路线，都是围绕这两个方向展开的。对于大型沙漠光伏电站来说，双面、跟踪已经成为增发的主流，其中关于地面的反射光利用，更是成为系统设计的关注。 反光膜，一种铺在地面便可将更多的地面太阳光反射到光伏组件背面的产品，只要能克服沙漠地区的暴晒、高温、干燥、极寒，寿命超过2年以上，便能产生秒杀任何增发技术的效益。 根据相关报道，采用反光膜技术，能提升约10%的发电量。根据目前单晶PERC的转化率（23%），相当于提升将23%的电池效率提升10%，即23%+2.3% = 25.3%。 要知道，即便是隆基创造的晶硅异质结电池转换效率26.81%，在今年的SNEC和德国慕尼黑展上也只是被称作“2681概念产品”。而异质结技术的成本，被认为是这两年输给TOPCon路线的最大因素。 如果只要贴上反射膜，达到的效果便可超过采用异质结、TOPCon，增发原来如此轻松！ 4.反光膜的未来研究 光伏治沙目前成为了全球光伏的一个新热点，沙、戈、荒风光大基地则是中国未来数年新能源发展的重点。在这些地区，双面、跟踪是最优配置，而反光膜则是最优配置的更好加分项。 但反光膜也有其固有的缺陷： 其一是需要较大的安放间隔，产生更多的反射光，以便于在荒漠中使用，这会影响土地的占用率； 其二是需要耐老化，能够经受沙漠地区的高温、暴晒、酷寒、沙尘、大风等自然气候实证； 其三是在使用一段时间后，反光膜表面可能会被沙尘覆盖，反光效果将被严重削弱。如何从铺设、产品设计上做到不积灰、少积灰？ 其四是如何减少对光伏电站土壤等环境的影响，不影响治沙和植被。 ……，这些可能都是影响反光膜应用推广的因素。但无论如何，只是采用一层简单的反光膜，便可实现10%以上的增发，实现电池效率2.3%的净提升，值得关注。
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  • 《英国科学家研发双倍电解制氢，光伏制氢应用有新招》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-11-05
    • 2019年发展最快的清洁能源，非氢能源莫属。根据国际可再生能源署IRENA预测，可再生能源制氢将很快成为许多新领域应用中最便宜的选择,德国、法国、荷兰、奥地利、日本、澳大利亚、加拿大、中国、英国和美国正在建设几个大型的绿色氢项目。这些项目在全球的足迹表明，在可再生电力成本下降的帮助下，人们的注意力正在转向本地市场化“绿色氢能”应用。 欧盟地区梅耶博格联合其他两家能源公司在意大利投资年产能2GW光伏电池及组件厂，所生产的产品将用于为氢能项目供电，与此同时，澳大利亚计划开发5GW风能和太阳能项目用于为国内外制氢供电。中国也将氢能发展列入国家级战略规划，国家电投集团投资50亿元在江苏省建设氢能产业园，阳光电源下半年集中发力，先后签订了550MW的光伏制氢项目。 “绿色氢能”指的是利用来源于风能、太阳能以及生物质能的可再生电力，通过电解水制取因为可以实现零排放，所以被众多能源人士奉为能源转型的重要手段。氢能既可以作为运输燃料，也可以作为长时间的电力存储介质。唯一不足的是，一些分析师表示，与使用化石燃料驱动的电解过程相比，可再生能源(风电，光伏等)驱动的电价相对昂贵，而绿色氢能的命运也将取决于清洁能源价格的持续下跌。 换个角度，减少水解过程中所需要的能量就是另一种降低成本的方法。 由苏格兰格拉斯哥大学(University of Glasgow)领导的科研小组研究了涂有碲化钼催化剂的电极，他们发现，当电流以特定的高电流脉冲模式作用于电极时，电解过程中产生的氢气量会增加。通过优化脉冲模式，研究小组表示，新的电解方案可以将产生一定数量氢气所需的电量减半。也就是说，这种更高效的电解水的方法，可以使每毫伏产生的氢量几乎增加一倍。 以上研究成果，已经发表在《自然通讯》杂志上，格拉斯哥大学的阿列克谢.加宁教授(Alexey Ganin)作为科研小组的带头人，表示：储能的未来有无限的可能，使用电池做储能是一种方案，但是氢能也是一个不错的选择。我们的研究为更有效、更经济的通过电解水产生氢，提供了一个重要的新视角。” 随着电解氢在科研方面的创新，氢能应用也有了令人惊喜的新案例。今年10月，法国电力公司Engie和矿业巨头英美资源集团(Anglo American)宣布合作，共同开发世界上第一辆氢动力矿业运输卡车。 氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，采用氢燃料罐取代柴油，用氢燃料电池和蓄电池取代发动机，从而对车辆进行改装。据欧洲媒体报道，第一辆氢燃料卡车将于明年上路。在氢燃料卡车量产之前，英美资源集团位于南非的Mogalakwena PlatinumGroup 金属矿项目，将进行氢燃料相关的测试和验证，矿区内的太阳能发电站将为生产氢气的电解槽提供电力。就在不久前，英美资源集团还宣布该公司在位于智利的一个铜矿安装了一个86KW的太阳能漂浮电站。实践证明，在矿井水库表面铺设漂浮式太阳能阵列，可以显著降低水汽蒸发带来的损失，在地下矿井中使用氢动力卡车可以显著降低通风成本，两者结合为采矿行业的节能增效带来了一个非常好的解决方案。 随着光伏制氢的成本逐步降低，“绿色氢能”的应用将渗透到更多的行业，也许在不久的将来，大街上跑的氢能公交车，就是借助了我们身边的光伏电站贡献的清洁电力呢。
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