向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

新型太阳能混合装置全天候供电不中断

时间:2020-01-06 作者:Maurizio Di Paolo Emilio,EE Times Europe编辑、EEWeb主编 阅读:
研究人员开发出新的太阳能整合系统,能以低损耗采集并储存太阳能,并因应大规模与小规模等应用提供24/7的全天候供电…

美国休斯顿大学(University of Houston)的研究人员开发出新的太阳能储热装置,能够有效地捕捉太阳能并加以储存,落实于物联网(IoT)和工业IoT (IIoT)等应用。相较于使用光伏技术直接发电的太阳能电池板和太阳能电池,这种混合装置主要利用分子能的物理原理以及累积潜热,让能量的采集和储存成为24/7全天候供电的不间断过程,突破目前太阳能产品的限制。chxednc

研究人员们合成该装置的方式是使用一种具有高比能和延长储存时间的有机化合物——降冰片二烯四氢环烷(NBD-QC),他们将这种化合物作为分子储存材料(MSM),并以硅气凝胶使其隔离局部相变材料(L-PCM),以维持必要的操作温度差异。chxednc

储存太阳能的常见方法是搭配使用电池与光伏系统,以便于小规模和大规模的安装。但在进行能量转换时,不只是电力需要加以储存,捕捉并储存太阳热能的能力也同样重要。然而,这个目标并没那么容易实现,尤其是当您需要的是一个可以长时间保持热量的系统。chxednc

近年来,这一挑战激发了一条新的研究路线,带动研究人员致力于按需(on-demand)太阳能储存的开发。但这一类系统的关键点仍然是效率。因此,休斯敦大学研究人员开发的新装置可望有助于推动热电池领域的决定性变化。chxednc

有效地采集并储存太阳能热能对于善加利用到达地球表面的大量阳光辐射至关重要。当今的系统使用的材料较昂贵,而且由于具有较高的光集中度,因而导致很高的热损耗。chxednc

根据休斯敦大学研究人员发表于最新一期《焦耳》(Joule)的论文,该新装置的基础在于一种使用白天热积聚的混合模式,不仅能够小规模地提供73%的收集效率,大规模应用时也能提供约90%的收集效率。尤其是在夜间,这种混合系统储存的能量能够以80%的效率以及比白天更高的温度进行回收,使其有别于其他的先进系统。chxednc

经典的硅光伏系统被认为是一项成熟的技术,尽管仍在不断改善中,但已开始接近其理论性能极限。目前,人们对于这种双面的太阳能板十分感兴趣,因为它不仅能从阳光中提取能量,而且还能从反射率间接取得能量——该反射率是指由岩石、沥青或其他表面反射的光。chxednc

然而,针对太阳能和风能等可再生资源,长久以来的缺点之一就在于其间歇性,因而这都需要使用电池,才能安全且经济地储存所产生的电能,以备需要时使用。休斯顿大学的研究人员说,他们的方法可以在四季和各种天气情况下实现24/7全天候不间断的太阳能使用,从而消除大规模使用太阳能的障碍(图1和2)。chxednc

chxednc

图1:休斯顿大学研究人员开发的混合系统及其化学结构。chxednc
(来源:《Joule》)chxednc

chxednc

图2:新型太阳能混合系统示意图。chxednc
(来源:《Joule》)chxednc

该研究论文的通讯作者、同时也是该校机械工程教授Hadi Ghasemi表示:「实现高效率的能量采集一部份取决于装置捕获阳光频谱的能力,它可在采集后立即使用,并将多余的能量转换为分子能量储存。」此外,由于热量并不需要透过长管线进行传输与储存,该整合系统还有助于减少热耗损。chxednc

鉴于实现能源安全和因应气候变迁的其他发展浮出台面,以低成本和高效率储存太阳能的技术至关重要。chxednc

例如,人工智能(AI)可以调节并优化智能电网应用的流量,以补偿太阳能和风能的间歇性,并且最大限度地减少热电厂中补偿电网不平衡的必要性。chxednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes,参考链接:Solar-Energy–Harvesting Hybrid Device Provides Uninterrupted Power,编译:Susan Hong)chxednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 会有锂电池技术的摩尔定律吗? 许多人认为,与半导体的摩尔定律类似,电池技术在关键指标上具备固有的增长率(重量能量密度每年增长5~8%),但我们可预期这种情况持续吗?
  • 拆解Apple Watch Series 5:与上一代基本无差别 Apple Watch Series 5 发布后,一直被用户吐槽与上一代差别不大,著名拆解网站 iFixit 本周现后拆解了这款新手表的44mm和40mm,拆解结果印证了人们的看法。
  • 面对拐点从“芯”出发,推动汽车业与芯片业协同创新发展 中国品牌汽车在2018年中面临的市场压力,正是有志之士加大汽车电子化的动力,更是汽车生态与半导体生态加快融合的牵引力。
  • 半导体技术助力,汽车电动化进程将入快车道 2018年全球主要国家新能源汽车销售超过200万辆,中国销量达125.6万辆。截止2018年底,全球新能源汽车累积销量突破550万辆,中国市场占比超过53%,已然成为推进新能源汽车的“主场”。 这是全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢近日在中国电动汽车百人会论坛上分享的一组数据。
  • 再获新能源汽车大厂订单,富士通原厂+代理身份完美布局 过去十年,随着新能源汽车与自动驾驶的兴起,汽车产业70%的创新来源于汽车电子技术及其产品的开发应用。IC Insights数据显示,预计2018年汽车电子的销售额将增长7.0%,2019年将增长6.3%,成为六大半导体目标市场中两年来的最高增长率。
  • 选择合适的电池电量计,实现高精准度的电池建模 穿戴式设备正在推动一个极具吸引力且成长快速的市场,其中智能手表(Smart Watch)持续保持主导地位。有鉴于消费者则需要其设备具有最精确、最长的电池运作时间,因此本文讨论与电池容量管理关键功能密切相关的要求,并提出一种能够克服挑战的颠覆性技术。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告