長時(shí)間電網(wǎng)級儲(chǔ)能將出現(xiàn)新的解方。美國密西根大學(xué)開發(fā)的熱電池,其熱能轉(zhuǎn)換器效率達(dá)到44%,表現(xiàn)也優(yōu)于常見的蒸汽渦輪機(jī),其平均效率為35%。
太陽能、風(fēng)力發(fā)電成本雖然快速下跌,但是只有再生能源價(jià)格下降還不夠,因?yàn)榫G能為間歇性能源,日落或是沒有風(fēng)的時(shí)候,還是需要“電池“等儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助,這就包括鋰離子電池、鐵-空氣電池、鹽電池、液流電池或重力電池等各式各樣的系統(tǒng)。
其中熱電池備受矚目,因?yàn)榭梢园阎T如沙子、熔鹽、火山灰、碳塊、黏土磚等便宜材料當(dāng)成儲(chǔ)熱媒介,可藉由集中太陽光線來產(chǎn)生熱量又或是使用工業(yè)廢熱,加以儲(chǔ)存起來后,之后就可以善加利用熱能。
現(xiàn)在則又有新的儲(chǔ)熱材料,美國密西根大學(xué)開發(fā)的熱光伏電池,使用碳化硅(SiC)做為蓄熱材料,材料被銦、鎵和砷制成的半導(dǎo)體材料包圍。當(dāng)團(tuán)隊(duì)將材料加熱到1,435°C 時(shí),開始輻射各種能隙的熱光子,其中半導(dǎo)體材料能捕獲20%到30%能量。
source:Joule
為了讓材料可以捕獲更多的光子,研究人員在熱光伏電池的半導(dǎo)體后打造一層薄薄的空氣間隙與金反射器,借由“空氣橋“,讓半導(dǎo)體材料能捕捉光子并將多余能量送回儲(chǔ)熱材料。最后總功率轉(zhuǎn)換效率為44%,且工作溫度還有機(jī)會(huì)更高。
團(tuán)隊(duì)指出,未來可以使用風(fēng)能或太陽能電廠產(chǎn)生的電力來加熱,或直接吸收工業(yè)制程或太陽能熱能中的多余熱量,雖然效率或許只有鋰離子電池的一半,但制造和運(yùn)行起來更安全、更便宜,仍然具有成本效益,且不再使用有限的礦物資源。
研究作者Stephen Forrest 表示:“我們還沒有達(dá)到這項(xiàng)技術(shù)的效率極限,相信在不久的將來,設(shè)備效率將超過44% 達(dá)到50%?!埃▉碓矗嚎萍夹聢?bào))
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