太陽能發電的案例
太空中用太陽能發電給地面用，中國想領先
讓其成為現實
中國實驗的細節尚未公布，但曼金斯表示，在太空利用太陽能的一種方法是發射數萬顆“太陽能衛星”，這些衛星將彼此聯系起來，形成一個巨大的錐形結構，在地球上空約2.2萬英里的軌道上運行。
這些衛星將用太陽能電池板也就是光伏板覆蓋，光伏板將陽光轉化為電能，電能將被衛星轉化為微波，并無線發送到地面接收器，比如說一種直徑可達4英里的巨型鐵絲網。這些地面接收設備可以安裝在湖泊、沙漠或農田上。
曼金斯估計，這樣一個太陽能設施可以源源不斷地產生2000千兆瓦的電力。相比之下，最大的地面太陽能發電場只能產生大約1.8千兆瓦。
這聽起來似乎很有希望。但專家警告說，仍然有很多障礙需要克服，其中包括目前需要找到一種減輕太陽能電池板重量的方法。
加州理工學院科學家特里·格杜托斯(Terry Gdoutos)說:“目前最先進的光電技術的轉換效率可能是30%。”格杜托斯與哈吉米利一起從事太空太陽能研究，“最大的挑戰是在不犧牲效率的前提下降低太陽能發電板的質量。”
加州理工學院研究團隊最近制造一對超輕光伏板模型，證明它們可以收集并無線傳輸10千兆赫的電能。格杜托斯指出，這些模型成功完成了太陽能發電衛星在太空中需要完成的所有功能，他和同事們現在正在探索進一步減輕太陽能發電板重量的方法。
未來道路
目前中國還沒有透露將在太空太陽能發電場建設上投入多少資金。曼金斯說，即使是為了驗證各種技術的小規模試驗，也可能至少要花費1.5億美元。
盡管價格高昂，曼金斯仍然是太空太陽能發電的堅定擁護者。
他說:“地面太陽能是一種奇妙的東西，我們將永遠擁有地面太陽能。”“在很多地方，屋頂太陽能棒極了，但世界上很多地方都不像亞利桑那州。數百萬人生活在大型地面太陽能電池陣列產出并不經濟的地方。”
曼金斯對該領域的最新進展表示歡迎，并表示他熱切希望追隨中國的新舉措。
展開 或許未來的窗戶能發電 透明的太陽能發電面板
與水能或者說風力相比，對于普通的用戶來說，太陽能似乎距離我們的日常生活更貼近一些。
雖然這十幾年來，太陽能技術得到了長足的發展，體積和外觀都得到了極大的進步，但為了提高吸熱能力，我們看到的太陽能發力裝置基本上都會采用深色的外觀，比如你家的太陽能熱水器發電面板。不過伴隨著太陽能技術的突破，全新的透明太陽能材質甚至能夠讓家庭中常見的窗戶變成發電面板。
密歇根州立大學副教授 Richard Lunt 帶領的科研團隊，成功研發了這種令人難以置信的新材料，它可以大大改變我們對使用太陽能的看法，甚至這個透明的太陽能發電面板，能在未來能夠應用到智能手機等設備上，我們只需要將其放到太陽下就能提供恒定的電流功率。
如果說這個新的材料能投入商用的話，我們在未來或許會看到，陽臺上我們可以放置這樣的透明發電面板，而我們家里所有的窗戶，都會成為一個個“發電裝置”。這樣一來，所有的用戶都能使用到更加清潔的，可持續利用的綠色能源。
Richard Lunt表示，“高透明的太陽能電池代表了新太陽能應用的未來潮流。我們分析了它的發展潛力，從實驗結果來看，它可以提供和屋頂太陽能相似的發電能力，而且能夠提升建筑物、汽車和移動設備的效率。”
也有的朋友提到，如果說這個透明的太陽能發電面板以后能進化成“可以變色”的太陽能發電面板，那就更酷炫了，當我們有需要的時候，它可以是深色的，也可以是透明的。
這樣的研究也許真的能開創一個新的時代，來吧，讓我們一起來期待，家里的窗戶都會變得更加的有用吧！
內容來源：威鋒網
展開 美能源部投資6200萬美元，太陽能研發轉向聚光發電
據《麻省理工技術評論》雜志報道，美國能源部近日宣布投資6200萬美元，加大太陽能產業另一項重大技術——聚光太陽能發電的研發，以攻克太陽能電網穩定性、修復性以及電能儲存等關鍵難題。
目前太陽能發電廠主要基于兩種技術將太陽能轉換成電能：
一種是光伏發電技術，需要配備昂貴的電池組或外部儲能技術，只在艷陽高照時才能運轉供電；
第二種是聚光太陽能發電技術，通過透鏡等將太陽光聚焦，利用獲得的能量將水轉化成蒸汽推動汽輪機運轉，太陽能部分轉化成熱能儲存在系統配備的熔鹽罐中，可在夜晚或陰雨天持續供電。
2011年，為增加太陽能發電的競爭力，美國能源部提出“射日計劃”，希望能在2020年將太陽能每瓦時的單價從4美元降到1美元。因此，能源部和公私企業偏重研發更易實現的光伏發電技術，并在今年初提前完成預期目標。聚光發電技術則因成本更高及技術難度更大被長期忽略。
美國能源部這次宣布研究轉向，希望在太陽能單價實現預期目標后，重點攻克能提高太陽能電網穩定性和持續性的聚光太陽能技術。雖然有人質疑這可能是特朗普政府在為“抑制快速發展的光伏發電對化石燃料的威脅”打掩護，但多位能源專家對這次技術轉向表達了支持，認為聚光發電在儲存太陽能方面比光伏發電更具優勢。
加州大學圣迭戈分校能源政策研究人員大衛·維克托表示：“目前存在對光伏發電投資過度和聚光發電投入不足的問題，能源部的新計劃將掀起聚光太陽能研發的熱潮。”喬治梅森大學科學技術與創新政策中心主任大衛·哈特也認為，光伏發電技術業已成熟，需要解決的問題不再是技術層面，而是如何擴大規模，這些私企就能解決。政府部門可拿出更多資金發展尚未成熟的聚光發電技術，解決太陽能發展面臨的深層次難題。
展開 光伏知識科普|家用太陽能發電系統的介紹、優勢及發展前景
一、家用太陽能發電系統介紹
家用發電系統一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網型逆變器、直流負載和交流負載等構成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能，通過太陽能充放電控制器給負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。
二、家用太陽能發電系統優勢
1.廣泛性
太陽光照射地球表面，不限地域，無論陸地、海洋、高山或是平地，都可以開發利用，雖然照射時間和強度不同，但其分布廣泛，不會因為地域或天氣等原因無法獲取。
2.無限性和可持續性
根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的儲量足夠維持上百億年。在生態污染愈加嚴峻的今天，太陽能資源取之不盡用之不竭，是一種真正可再生的清潔能源。
3.安裝地點靈活
建筑物的屋頂開闊，擁有不受建筑物朝向影響、接受光照時間長、最大程度避免陰影干擾等優勢。通過太陽能發電獲取電能來滿足建筑物內的用電需求，在鄉村振興領域，屋頂分布式光伏技術的發展也可有效解決縣域地區的用電問題。
4.綠色環保
光伏發電可以有效減少使用化石燃料帶來的環境污染和溫室氣體排放，是現代環保意識的體現。同時也有效推動了國內光伏產業的快速發展，為可持續發展做出了積極貢獻。
5.提高國家能源穩定性
通過光伏發電，人們可以減少對化石燃料發電的依賴，有效避免能源危機或燃料市場不穩定而造成的沖擊，從而提高國家能源安全性。
6.運維成本低
光伏發電無機械傳動部件，運行穩定可靠。一套光伏發電系統只要有太陽能電池組件就能發電，加之自動控制技術的廣泛運用，基本上可實現無人值守，維護成本低。
展開 
核事故32年后 切爾諾貝利核廢墟因太陽能發電廠重見天日
太陽能光伏電廠距離當年發生核事故的四號發射堆僅有100米
32年后，在核廢墟“禁區”上重建的光伏太陽能發電廠近期正式投入運營
（來源：東方IC）
太陽能在陰天不能發電？
太陽能發電有許多好處，比如減少化石燃料的使用、更加清潔、取之不盡用之不竭、不會產生碳足跡等。但也有局限性，那就是必須有太陽，如果陰天就沒法兒了。
現在，一種利用染料將光轉化為能量的基因工程菌（genetically engineered bacterium）可能會改變陰天不能用太陽能發電的狀況。加拿大不列顛哥倫比亞的科學家從大腸桿菌中建造了一個廉價的、可持續的太陽能電池，從而創造了一個生物成因的太陽能電池，之所以取這個名字，是因為這種電池是由生物體構成的。這并不是第一個試驗性的生物成因太陽能電池，但這次的電池和以往的都不同，科學家表示現在的這種電池能產生更強大的電流。而且，這種電池在昏暗的陽光下也能像在明亮的陽光下一樣有效。
不論是什么材料，只要能在陽光照耀下發生反應釋放電子，那么可以嘗試用于太陽能發電。在生物太陽能電池中，被陽光喚起的材料就是生物性的。常規情況下，太陽能電池板利用無機的晶體硅來產生電流，而現在，晶體硅就換成了染料。
“不列顛哥倫比亞迫切地希望成為世界上最主要的去碳化經濟體之一，”不列顛哥倫比亞大學化學和生物工程學系教授維克拉姆帝亞˙亞達夫（Vikramaditya Yadav）說道。“清潔能源的生產與供應是實現這一目標的關鍵，而太陽能是能源部門實現去碳化的主要候選。然而，不列顛哥倫比亞冬季天氣陽光條件不好，在這種情況下，想利用好太陽能，就得需要一種獨特的光伏材料。”
亞達夫表示，他們的解決方案耗資不高，而且最終“可以像傳統的光伏發電一樣，發揮同等的效率。”即使這些新的生物性細胞達不到傳統材料的強度，研究人員仍認為這些新材料可以在某些微光環境中發揮出重要作用，比如說礦井和深海勘探。
“我們相信，生物成因太陽能電池將是對無機太陽能電池技術的有益補充，”亞達夫說道。“即使處在發展初期，但這項技術的應用前景比較明晰、廣闊。
展開 這次太陽能發電主角 很像你家炒菜的鹽
日前，有外媒報道，除了太陽能和風能，清潔能源公司還在考慮使用熔鹽發電，美國太陽能儲備公司等在推動熔鹽能像太陽能和風能一樣有效發電，且24小時不間斷。
太陽能德令哈熔鹽式光熱電站
使用熔鹽存貯熱量的太陽能發電技術
“這也是一種對太陽能的利用，只是方式方法不同，被稱為‘光熱’發電。”江蘇豐海新能源工程技術有限公司技術研發部負責人王福家2月6日接受科技日報記者采訪時，糾正了將它與太陽能發電割裂開來的說法，“大家對光伏發電非常熟悉，它是直接把光能通過光伏組件轉換為電能，而光熱發電需要一個‘媒介’，將光能轉換成熱能儲存起來，再進行發電。”
傳熱儲熱的“好幫手”
“光伏發電雖易施工、易維護，但占地面積大、受天氣條件影響大，陰天發電量很低，夜晚不發電。”王福家介紹，采用成熟儲熱技術的光熱發電可實現全天24小時穩定持續供電，相對于風電和光伏不穩定不可調的缺陷，光熱發電對電網更友好，可以說是人類利用太陽能的“好幫手”。
“好幫手”有個學名叫“熔融鹽”，在熔融鹽光熱發電的過程中，傳熱儲熱的“中介”就是“鹽”。熔融鹽是鹽的熔融態液體，形成熔融態的無機鹽，其固態大部分為離子晶體，在高溫下熔化后形成離子熔體。
有論文表示，太陽能熱發電被認為是可再生能源發電中最有前途的發電方式，而傳熱儲熱技術是太陽能高溫熱發電的關鍵技術。
“基本原理是把太陽的熱量收集起來，把能量轉入鹽中使其融化，鹽的溫度能達到幾百攝氏度，再通過它傳熱。”王福家說。在整個發電裝置中，會涉及到3個主要部分，一是太陽能的匯集，二是熔融鹽的存儲，三是能量交換和轉換。
“鹽在集熱管中，不對外接觸，并且在管中不斷流動。”
展開 FB欲建太陽能發電廠 2020年都采用可再生能源
北京時間11月5日早間消息，據彭博社報道，Facebook計劃用田納西州和阿拉巴馬州最大的太陽能發電廠，為阿拉巴馬州亨茨維爾（Huntsville）的數據中心供電。
美國田納西河谷管理局（The Tennessee Valley Authority）為美國東南部7個州近1000萬人供電。該政府機構和清潔能源企業NextEra Energy被選中，建設Facebook使用的太陽能發電場。建設的條款和時間表尚未公布。
Facebook的相關聲明顯示，位于阿拉巴馬州科爾波特郡的First Solar項目將提供227兆瓦的電力，位于田納西州林肯郡的NextEra項目將提供150兆瓦的電力。
Facebook希望，所有數據中心和辦公室到2020年都采用可再生能源。該公司表示，與田納西河谷管理局的合作，將讓該公司位于當地的設施可以實現這個目標。
來源：新浪科技
展開 【CAE案例】太陽能煙囪發電站設計對發電功率輸出的影響
圖10：SCPP1情況下的五種出口外擴角下的氣流發電機功率對比。
根據圖10的結果，發電量也隨著太陽輻射的變強而增加。煙囪出口外擴角為10°和20°時功率最高；和速度類似，外擴角為40°時功率最小。然而，在相同的配置下，SCPP2卻提供最多的電能。當外擴角分別為10°和20°并配備了額外的水儲熱層(SCPP2)時，發電站當天產電最多。雖然SCPP2的白天的最大功率降低約10%，但在低輻射或不存在輻射時（比如夜間，從下午06點到第二天上午09點），電站的發電的性能顯著提高（約100%）。
圖11展示了系統發電效率。值得注意的是，SCPP1最高功率的情況（和）也對應了最高的發電效率。在SCPP2的同樣條件中，當系統處于低輻射或不存在輻射情況時，發電效率相比SCPP1提高了近50%，但在白天下降了大約不到20%。
圖11：SCPP1五種出口的系統發電效率對比。
05 總結
本案例對太陽能煙囪電廠自然對流作用下的湍流流動進行了數值研究。這項研究的目的是使用CFD技術評估阿爾及利亞南部地區的太陽能煙囪發電廠在當地氣象條件下可以產生的電力。對結果的分析表明：
電力生產與太陽輻射強度直接相關；
太陽能煙囪發電廠(SCPP)可全天運行，使用額外的儲熱介質可以提高夜間產生的電力能力；
幾何上的煙囪出口外擴角也能提高電廠的性能：在10°到20°之間的外擴角是熱力學上最有效的配置；
結合這兩種優化措施，能使系統發電效率得到提升，雖然在白天降低了近20%，但是在低輻射或不存在輻射的黑夜時，發電性能提高了近100%。
展開 每天都用電 你可知道世界上最大的發電廠？
最大的風力發電廠：Alta風能中心
風力發電：利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電包括陸上風電和海上風電。
Alta風能中心(AWEC)在美國加利福尼亞州克恩縣特哈查比，是目前全球最大的風力發電場，擁有1020兆瓦的裝機容量。這個陸上風電場為Terra-Gen電力公司擁有和運營。目前正在擴建中，使風電場的裝機達到1550兆瓦。
最大的太陽能電廠：伊凡帕太陽能發電站
太陽能發電：太陽能發電有兩大類型：一類是太陽光發電(亦稱太陽能光發電)，另一類是太陽熱發電(亦稱太陽能熱發電)。太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能。
伊凡帕太陽能發電站是世界上最大的太陽能發電站，位于美國加州和內華達州交界的莫哈韋沙漠。該太陽能發電場是一個由美國BrightSource能源公司、NRG能源公司和谷歌公司共同參與的新能源項目，占地約14.2平方公里，其中設立的超過17.3萬塊太陽能板能夠產生392兆瓦的電量占到美國現有太陽能發電總量的30%，可以滿足附近14萬美國家庭用電需求。
最大的生物質能電廠：芬蘭Oy Alholmens Kraft生物能電廠
生物質能發電：主要利用農業、林業和工業廢棄物、甚至城市垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化等方式發電，包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋氣發電、沼氣發電等。
展開 到2030年太陽能將成為最便宜的能源
來源：OFweek 太陽能光伏網 更新時間：2015-07-22 09:43:42
自1954年貝爾實驗室發明了第一塊光伏電池以來，這一清潔能源就一直伴隨著價格高昂的偏見，不過技術變化之快，可能會讓所有人大吃一驚。近日，彭博新能源財經發布研究報告稱，未來10 年內，風能的成本將率先降至最低，而到2030 年，太陽能將取而代之，超越其它新能源技術，成為最便宜的能源。業內人士認為，太陽能發電成本的快速下降，將主要來自于薄膜太陽能領域的技術進步。
就目前來看，已經有不少國家的太陽能電力達到了平價水平，甚至低于化石燃料。其中，美國作為光伏裝機量增長最快的國家之一，其國內的太陽能價格已經相當低廉，而且還在持續下降，這主要得益于美國最大的太陽能公司First Solar在薄膜技術方面的提升。太陽能安裝公司可以大批量、低價購買First Solar生產的薄膜面板，其價格相比5年前下跌了一半。而在那些電價超過每千瓦時15美分（約0.93元）的地區，如加利福利亞，太陽能發電的成本已經和公共電網的電價差不多。
與美國相比，中國國內的用電電價稍低，但15美分（0.93元）的太陽能電價即使放到中國，在工商業領域也具有相當強的競爭力（工商業電價0.8-1.4元/千瓦時）。如果算上中國政府0.42元的度電補貼，以及各地方政府的補貼與優惠，太陽能發電成本已與居民用電電價（約0.5元/千瓦時）基本持平。目前，有越來越多的企業主認識到太陽能的成本優勢：今年1月，漢能與廣汽本田合作的17MW分布式太陽能項目并網發電，該工程利用本田的工業廠房鋪設薄膜電池板，年平均發電1900萬度，可滿足工廠20%的生產用電需求，相當于替代了6200噸標準煤（等價熱值）的發電量；在民用領域，安裝屋頂太陽能電站也開始成為中國人新的環保潮流。
展開 
詳細解讀：太陽能光伏儲能系統發電原理
四、結語
綜上所述，太陽能光伏發電儲能系統是一種高效、環保、可持續的能源利用方式，可以促進電力系統的穩定、可靠、高效和環保。隨著技術的不斷進步和成本的不斷降低，光伏發電儲能系統的應用前景越來越廣闊。
新型太陽能發電換熱器材料-ZrC/W復合材料
【引言】
提高渦輪機入口溫度可有效地提高集中式太陽能發電的熱電效率，但這需要改善換熱器材料。通過使用閉式循環高壓超臨界二氧化碳（sCO2）再壓縮循環操作入口溫度高于1023K的渦輪機，而不是使用入口溫度低于823K的常規循環渦輪機，相對熱量 - 電力轉換效率可提高20％以上。然而，閉式循環高壓sCO2渦輪系統的入口溫度受緊湊熱交換器的熱機械性能的限制。 相對于目前的金屬合金基換熱器，本文提供一種可以經濟地制造具有增強的高溫破壞強度，導熱性和耐腐蝕性的換熱器材料。
【成果簡介】
美國普渡大學K. H. Sandhage（通訊作者）在Nature上發表一篇題為“Ceramic–metal composites for heat exchangers in concentrated solar power plants”的文章。本文提供了一種新的ZrC/W復合材料，用于印刷電路型熱交換器（>1023K）。并且提供了一種經濟的制造該復合材料的方法。可通過多孔碳化鎢板的形狀和尺寸保持化學轉化，制造具有可調通道圖案的ZrC/W基換熱板，實現在1073K時表現出超過350MPa的破壞強度，并且在該溫度下熱導率值比鐵或鎳基合金的熱導率值高兩到三倍。通過將銅層粘合到復合材料表面并向sCO2中添加50ppm的一氧化碳，實現了在1023K和20MPa下對sCO2的耐腐蝕性。
展開 智芯研報 | 碳化硅(SiC)：提升分布式太陽能發電能效的秘密武器
碳化硅(SiC)的一些優勢在功率升壓電路中發揮了作用，它使太陽能轉換的效率更高。本文主要談到一種電路設計，用于使太陽能電池陣列的輸出阻抗（隨入射光的水平而變化）與逆變器所需的輸入阻抗相匹配，以實現最高效的轉換。
消費者、各行業和政府都在采取措施增加對可再生能源的利用。這正在推動發電和配電系統從以集中式的輪輻式為主的架構，重塑為更網格化的本地化發電和用電，通過智能電網互連來平穩供需。
根據國際能源署(IEA)2019年10月的燃料報告，到2024年，可再生能源發電量將增長50%。
這意味著全球可再生能源發電量將增加1200GW，相當于美國目前的裝機容量。該報告預測，可再生能源發電量其中增長的60％將采用太陽能光伏(PV)設備的形式。
圖1：2019-2024可再生能源發電量增長（按技術分類）
該報告還強調了分布式光伏發電系統的重要性，因為消費者、商業建筑和工業設施開始自行發電。它預測，到2024年，分布式光伏發電量將翻一番以上，超過500 GW。這意味著分布式光伏發電將占太陽能光伏發電增長總量的近一半。
圖2：2007-2024分布式光伏(PV)發電量增長（按細分市場分類）
太陽能優勢
為何在可再生能源發電量的增長中，太陽能光伏發電占如此領先的地位？
一個明顯的原因是太陽光照在我們所有人身上，因此它的能量被大量廣泛應用。這使發電量更接近耗電量，將電力輸送到離網點，這點對于減少配電損耗特別有用。
展開 電動車的福音 我國有望率先建成空間太陽能電站
西安將建設空間太陽能電站系統項目地面驗證平臺，將用于對空間太陽能電站功能與效率的系統驗證。
根據有關專家組論證建議，我國應力爭在未來十余年完成空間超高壓發電輸電及無線能量傳輸試驗驗證，實現“2030年開始建設兆瓦級空間太陽能試驗電站，2050年前具備建設吉瓦級商業空間太陽能電站的能力”的中、遠期目標。
來源：北青網-北京青年報
