光伏和光热技术如何实现混合发电？
来源：技术评论 | 0评论 | 5031查看 | 2013-08-10 12:46:12
据美国麻省理工学院（MIT）的《技术评论》杂志7月31日报道，美国研究人员正尝试取两种不同的太阳能技术之所长，研究出一种晚上和阴天也能工作的“混合太阳能”发电技术。
美国能源部下属的能源高级研究计划署（ARPA-E）表示，目前，太阳能正变得越来越便宜，但其独有的间歇性使其只能在某些时段某些地方施展“身手”，仅占美国总能耗的5%。
有鉴于此，ARPA-E将投入3000万美元，对几个让光伏技术和太阳光热技术“联姻”的示范项目提供资助，这样的“混合太阳能”技术有望在晚上和阴天都工作，相关研究目前还处于初始阶段。
当前，将太阳能电池板产生的电能存储起来要么非常昂贵，要么在某些地方并不实用。光热电站会聚集太阳光来加热水并为涡轮制造蒸汽，也可以通过将热保存在隔热的容器内从而将能量存储起来。光热电站的成本是太阳能电池板的2倍。
ARPA-E认为，光热电站和太阳能电池板有几种“联姻”方式。
有些光热电站需要将太阳光集中在细小且超高效的太阳能电池内，但聚集的太阳光产生的热会消散在大气中。如果这些热能被收集起来，它们就能被存储起来以供日后发电使用。不过，要做到这一点，需要比较高的温度，而高温会破坏太阳能电池，研究人员目前正在研制耐高温能力更强的太阳能电池。
另一种可行的办法是将太阳光光谱分开。太阳能电池很擅长将某些光转化为电，但对另一些光波则无能为力。人们可以让无法被有效利用的光波长另谋出路，用其来加热水并产生蒸汽。塔尔萨大学的机械工程学教授托德·奥塔尼卡正在践行这一理念。他利用悬浮在透明液体中的纳米粒子来吸收某些波长的光，而让另外一部分光通过纳米粒子到达一块太阳能电池内。粒子吸收太阳光后会变热，液体可以被用来产生蒸汽。
让热和太阳能电池板提供的电结合这一想法并不新。此前就有公司在传统太阳能电池板旁边添加一些管子并让水通过管子。太阳能电池板提供的废热可以将水加热。不过，这些系统的工作效率不高。
ARPA-E也在考虑资助其他利用热和电的储能技术。例如，将热添加到电解液中，从而提高水制氢的效率，产生的氢气可以让燃料电池发电。
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