LCOH(美元/百万英热单位) 50 ° C 60 ° C 70 ° C 80 ° C 90 ° 环境水 – 低成本 $4.56 $5.29 $6.03 $6.76 $7.53 环境水 – 高成本 $5.63 $6.35 $7.08 $7.81 $8.58 污水 – 低成本 $3.35 $4.05 $4.73 $5.40 $6.06 污水 – 高成本 $4.40 $5.10 $5.79 $6.45 $7.11 太阳能聚光器 – 低成本 $6.05 $6.76 $7.44 $8.09 $8.73 太阳能聚光器 – 高成本 $7.10 $7.81 $8.49 $9.14 $9.78
IV 应用 光源尺寸/温度 电压 电流 1 个太阳 Spectrolab X25 30 cm x 30 cm ±0.5 mV ±10 pA 连续 滤波 3 kW Xe 5-50 °C ±50 V ±16 A 0.1 - 20 个太阳 连续 1 kW Xe ~ 1 cm 直径 ±0.1 mV ±1 µA 聚光器 1 至 200 个太阳 5-80 °C ±10V ±10 A 脉冲 Spectrolab LAPSS 2 个 Xe 闪光灯 1 mV 1 mA 聚光器 Spectrolab HIPSS 2 个灯和镜子 100 V 50 A 2 个参考通道 多源光谱可调 0.1 至 1 个太阳操作。针对 6 个结点进行了演示,可以将每个结点的光电流设置在 1% 以内。光谱可调聚光器 Spectrolab THIPSS 可在 6 个月内投入使用。
• 超透镜:通过亚波长间隔的纳米结构控制光的波前(振幅和相位)而实现的平面光学元件 • FNAL、哈佛和曼彻斯特的研发部门将其用作聚光器而不是成像设备 • 如果与小面积(1.3 毫米 x 1.3 毫米)SiPM 结合使用,估计光收集量可增加 15 倍 [AA.Loya Villalpando 等 arXiv:2007.06678] • 许多挑战:
太阳能无疑是清洁、可再生和环保的能源,但它在地球上的分布并不均匀。饮用水也是如此。在我们的地球上,有些地区缺乏饮用水,这就是为什么太阳能蒸馏是解决这一问题最有利的方法之一。在偏远地区,有时很难找到饮用水。当地居民被迫寻找一种将污水转化为饮用水的解决方案。污水的太阳能蒸馏和太阳能蒸馏器的建造一直是许多科学实验室的研究对象 (Sadasivuni et al ., 2020; Panchal et al ., 2020; Khechekhouche et al ., 2020a; Khechekhouche et al ., 2019a)。在偏远地区使用的太阳能蒸馏器的产量相当低,这就是为什么许多研究试图通过结合其他能源系统来提高这种性能,例如平板太阳能集热器、抛物面聚光器(Wang 等人,2022 年)、圆柱形抛物面聚光器(Essa 等人,2022 年)、光伏(Hansen 等人,2021 年)和许多其他系统。其他研究使用了不太复杂和更简单的方法,并通过改变太阳能蒸馏器的厚度、角度或玻璃盖数量(Cherraye 等人,2020 年;Panchal,2016 年;Khechekhouche 等人,2021 年,Khechekhouche 等人,2019b 年;Khechekhouche 等人,2017 年)。太阳能蒸馏器实验使用了外部和内部折射器,以提高设备的性能 (Khechekhouche et al ., 2020b)。其他人则尝试冷却蒸馏器的玻璃盖以加速蒸发 (Khan et al ., 2021)。
摘要:小型聚光太阳能发电厂目前尚未普及,因为其平准化电力成本 (LCoE) 过高,而容量 >100 MW 的 CSP 发电厂的 LCoE 低于 20 cEUR/kWh。在 CSP 发电厂内集成固态转换器可以提高整个技术的可扩展性和经济竞争力,尤其是在较小规模下,因为固态转换器的转换效率与尺寸的相关性较弱。本文提出了一种带有高温热电子能量转换器 (TEC) 的系统,以及设计为即使提供高浓度比也很便宜的光学聚光器,以提高 CSP 发电厂的成本效益,从而实现经济可持续性和市场竞争力。这是可能的,因为 TEC 可以充当转换顶循环,直接产生电能,通过应用实际条件估计可能的转换效率为 24.8%,并为二次热阶段提供有用的热流。根据光学聚光器和 TEC 开发既定的技术规范,并根据合理的经济假设,估计总工厂转换效率为 35.5%,LCoE 为 6.9 cEUR/kW,并考虑到 1 MW 输入太阳能系统配备 8 小时储能罐的可能性。与其他可用的小容量可再生能源技术相比,计算得出的预测值极具竞争力,并为加速部署技术努力以展示所提出的解决方案开辟了道路。
太阳能是一种无污染的清洁能源,取之不尽,用之不竭。它不仅是近期急需的能源补充,也是未来能源结构的基础。就太阳能资源而言,太阳光密度低,照射时间间隔和空间分布都在不断变化。目前,大多数太阳能聚光器都是固定的。但光线的方向和强度都是不断变化的。这样太阳能资源就得不到充分利用,效率低下。因此,需要采用光敏电阻跟踪太阳,使系统的光照面垂直于太阳光的入射方向。这样,在有限的使用面积内,可以截取更多的输入辐射,达到太阳能的最大吸收状态。从而提高太阳能的利用效率,增加太阳能系统的应用价值[1] 。
Mohsen Chahoud 叙利亚原子能委员会 (AECS),邮政信箱 6091,叙利亚大马士革 电子邮件:pscientific1@aec.org.sy 摘要 研究了将热化学储能系统 CaO/Ca(OH) 2 用于家庭应用的可能性。提出的概念基于使用太阳能塔发电厂对氢氧化钙 Ca(OH) 2 进行脱水。生成的氧化钙 CaO 可以输送给消费者,在那里可以使用液态水进行水合。产生的热能可用于房间和水加热。对系统 CaO/Ca(OH) 2 的水合-脱水循环进行了 10 次实验。脱水步骤中使用了具有固定焦点的太阳能聚光器。发现整个氢氧化物材料可以在所有实验中脱水而不会发生任何降解。水合过程中的温度可以通过改变水和氧化钙之间的比例来控制。 关键词 热化学太阳能存储; CaO/Ca(OH)2循环
过去几十年来,随着掺杂技术 [1–7]、基于超表面结构的太阳能聚光器 [8–10] 或具有吸光特性的新型复合材料或混合材料 [11–13] 的发现,光伏技术取得了快速发展。在这些材料中,尤其是钙钛矿基太阳能电池 (PSC),据报道具有出色的能量转换效率 [14, 15]。这种良好的性能归功于钙钛矿活性层的结构,它表现出卓越的光吸收特性,以及长的载流子扩散长度和直接带隙跃迁 [16]。然而,在 PSC 技术和制造中仍必须克服几个关键的缺点 [17–19],然后它们才能被视为硅太阳能电池(目前市场上的主要太阳能转换器)的可行替代品。这些缺陷大多是结构性的,例如快速降解、薄膜质量差、厚度薄、对热和湿度敏感以及由于铅 (Pb) 化合物的存在而具有高毒性。准确的器件和材料特性对于解决这些缺陷至关重要。太阳能电池器件特性中最广泛使用的两种模型是单二极管等效模型(见图 1a)及其更复杂的推导模型——双二极管模型(见图 1b)。