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冗余布线提高太阳能效率

   2011-05-12 60190
核心提示:串型太阳能电池输出功率取决于最低性能电池,一块电池失灵,整个系统就会关闭。新设计让电流可采取许多不同路径,容错力强,发电量大,暗镜

串型太阳能电池输出功率取决于最低性能电池,一块电池失灵,整个系统就会关闭。新设计让电流可采取许多不同路径,容错力强,发电量大,
 



暗镜子:太阳能电池板(带有银线)搭配反射镜(固态暗黑物质),提高屋顶电池组发电量。
来源:麻省理工科技创业

有家新创公司名叫腾克太阳能公司(TenKsolar),位于明尼阿波利斯(Minneapolis),这家公司说,可以增加屋顶太阳能发电量25%到50%,而且减少太阳能整体成本,因为采用改变了的方法,使太阳能电池连接在一起,并增加了廉价的太阳能反射器,收集更多的光线。


暗镜子:太阳能电池板(带有银线)搭配反射镜(固态暗黑物质),提高屋顶电池组发电量。
来源:麻省理工科技创业

腾克太阳能公司说,它的系统发电成本低至1瓦时8美分,在阳光明媚的地方就是这样。这显然太昂贵,超过一般的煤或天然气电厂的发电,但低于美国的平均电价。

太阳能电池已经更有效率,近年来就是这样,但是,大部分改善都白费了,原因就在于采用这样的方式,把太阳能电池放在一起,组成太阳能电池板,也是用这样的方式,把电池板连接在一起,用这样的方式把电力转换成交流电,用于家庭或并网。通常情况下,输出功率出自串型太阳能电池的,会局限于最低性能的电池。因此,如果阴影只落在一块电池上,那么,在电池板中,输出功率在整个系统都会下降得很快。故障出现在串型电池组的任何一点,都可以关闭整个系统。

腾克太阳能公司已经选择了一种更复杂的布线系统,启发来自一种可靠型的计算机内存,称为独立磁盘冗余阵列(RAID:redundant array of independent disks),其中硬盘的连接方式可以维持性能,即使部分失灵。腾克太阳能公司的设计让电流可采取许多不同的路径,穿过太阳能电池板阵列,从而避免瓶颈出现于低性能电池,也能够产生更多的电力,这都是电池产生的。

这种布线也可实际连接反射器,附加到太阳能板上,收集更多的光线。太阳能电池板安装在平屋顶上时,它们通常会安装在支架上,使角度朝向太阳,并间隔开,以防止它们彼此遮挡,在一天中都是这样。反射器会增加一定量的光,投射到太阳能电池阵列,但它们反射阳光不均匀。因此,在传统的太阳能电池阵列中,功率输出局限于这样的电池,就是接收最少量反射光的电池。新系统可以捕捉所有的能量,来自额外的反射光。“这些少量增加的成本,我们是投资在这些电子器件上,已经收回来了,再加上是一组,因为,事实上,我们基本上吸收了所有这些反射光,”达拉斯•迈尔(Dallas Meyer)说,他是腾克太阳能公司创始人和总裁。“我们已经构建了一个系统,完全是冗余的,从电池到逆变器都是这样,”他说。“如果有什么出现故障,在这种系统中,它基本上只会很轻微地影响这种电力生产的电池。”

这种反射镜使用的薄膜,制造者是3M公司,这种薄膜反射的只是选择性波长的光,减少了可见眩光(visible glare)。这种材料也反射较少红外光,这种光会过度加热太阳能电池板,降低性能。

迈尔说,这种系统的成本大约相当于中国制造商生产的那些系统,但发电增加了50%以上,这是指一个给定的屋顶面积。输出功率提高约25%,这是对比更昂贵的高性能系统,这种系统制造者是太阳电力公司(SunPower),他说。

新的布线方法确实有一个缺点:因为它是新的,有些银行融资太阳能发电装置,可能会有疑问,怀疑这种系统是否可持续使用,因为有保修期限,而这可能使融资复杂化,特拉维斯•布拉德福(Travis Bradford)说,他是一位行业分析师,也是普罗米修斯可持续发展学院(Prometheus Institute for Sustainable Development)院长。

腾克太阳能公司迄今已筹集1100万美元风险投资,有能力每年生产10至12兆瓦的系统,现正与大公司合作,帮助提供资金支持,担保其产品。

本文为美国Technology Review授权文章,未经书面许可,严禁转载使用。
 
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