2008-07-11

MIT 為太陽能開啟一扇「窗」

Researchers open new 'window' on solar energy:
-- 具成本效益的裝置將很快上市
Cost effective devices expected on market soon
http://www.physorg.com/news134917794.html

July 10, 2008

請想像一種窗戶,那不僅能提供清晰視野與照亮房間,還能夠利用陽光有效率地提供電力給裝設它們的建築。MIT 工程師報告一種駕馭陽光能量的新方法,那正好能辦到這件事。

這項研究,將在 7/11 當期的 Science 報導,涉及一種新穎「太陽能聚光器(solar concentrator)」的創造。"光線在大範圍內(如一扇窗)被收集,然後在邊緣被聚集,或稱集中," Marc A. Baldo 說,這項研究的領導者,同時也是也是電機工程 Esther and Harold E. Edgerton Career Development 副教授。

結果,並不是在整個屋頂佈滿昂貴的太陽能電池,這種太陽能電池只需圍繞在平面玻璃嵌板(pane)邊緣。此外,這種已集中的光線能增加每個太陽能電池的電力獲得「達 40 倍」, Baldo 說。

因為這套系統易於製造,該團隊相信它能夠在 3 年內實作 -- 或甚至添加到現有的太陽能板系統上,以最小的額外成本使它們的效率增加 50%。那,接著將能夠大幅縮減太陽能發電成本。

除了 Baldo 之外,研究者還包括 Michael Currie、Jon Mapel 與 Timothy Heidel,都是電機工程與電腦科學系的畢業生,以及 Shalom Goffri,MIT Research Laboratory of Electronics 的博士後研究員。

"Baldo 教授的計畫利用創新設計,在無須光追蹤的情況下達成優異的太陽能轉換," Dr. Aravinda Kini 說,美國能源部科學辦公室當中的基礎能源科學辦公室計畫經理。"這種成績證明創新的基礎研究,對於「以具成本效益的方法利用太陽能」造就革命性領先,有不可或缺的重要性。"

今日所使用的太陽能聚光器 "追蹤太陽以產生高光學強度,常使用大型移動式鏡子,那要部署與維護都很昂貴," Baldo 等人在 Science 中寫道。此外,"在鏡子焦點的太陽能電池得要冷卻,而且整個裝配會浪費週遭空間以避免遮蔽鄰近聚光器。"

這套 MIT 太陽能聚光器涉及一種包含二種以上染料的混合物,基本上那會塗在玻璃或塑膠嵌板上。這些染料會一同運作以吸收大範圍的波長,然後以不同波長重新發射,並傳送過嵌板以伺候邊緣的太陽能電池。

在 1970 年代,類似太陽能聚光器的開發,是將染料灌入塑膠中。但這個點子後來因為其他事情,以及無法將收集到的光線送抵邊緣的聚光器而被迫放棄。有許多光線在途中損失。

MIT 工程師,專精在為雷射與 OLED 而發展的光學技術,領悟到同樣這些進展能應用到太陽能聚光器上。成果呢?一種特定比例的染料混合物,只需應用到玻璃表面,那能讓光線的吸收與發射維持在某種程度上。 "我們創造它,故光線能行進更長的距離," Mapel 說。"我們能大幅減少光傳送損失,導致由太陽能電池所轉換的電力增加 10 倍。"

※ 相關報導:

* High-Efficiency Organic Solar Concentrators for Photovoltaics
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/321/5886/226
Michael J. Currie, Jonathan K. Mapel, Timothy D. Heidel,
Shalom Goffri, Marc A. Baldo
Science 11 July 2008: Vol. 321. no. 5886, pp. 226 - 228
DOI: 10.1126/science.1158342
* Fact Sheet: MIT's solar concentrators - MIT News Office
http://web.mit.edu/newsoffice/2008/solarcells-faq-0710.html

* Researchers report finer lines for microchips: Advance could lead to next-generation computer chips, solar cells
http://www.physorg.com/news134743399.html

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fsj 提到...

台中電廠太陽能發電 1年9萬多度

自由時報 2008-09-10

可供25民宅1年用電

〔記者蔡智銘/台中港報導〕台電公司設在台中電廠的太陽能發電機組運作將滿1年,目前發電量已達8萬多度,超越預期。雖然發電量僅能提供25戶民宅1年的用電,但台電人員表示,石化資源不斷消耗,開發新能源勢在必行。

台電配合政府推動「太陽光電發電計畫」,耗資1626萬元,在台中火力電廠興建裝置容量72(千瓦)(KW)的太陽能發電系統,去年11月12日商轉至今,已發電8萬多度,預估全年可達9萬7000多度,超過當初設計的發電量。

台電人員表示,台中電廠的機組是目前台電運轉中最大的「地面型太陽能光電系統」,平均每 每天產出電能3.75度,估計每年約可減少60公噸二氧化碳排放量,相當於種植9000棵樹。

效率雖差但看好未來

台電新能源施工處副處長謝明欽指出,以每戶家庭每月用電320度計算,台中電廠太陽能發電機組每年發電度數約可讓25個家庭使用1整年,比起核能、油及煤炭等發電機組,雖然效率差了十萬八千里,但因光電科技不斷進步,且石化燃料持續消耗,說不定將來兩者的發電成本會扯平。

謝明欽表示,台灣98%的能源仰賴進口,發展「綠色再生源」是大勢所趨,台電也逐年提高太陽能發電量,99年設置容量將達到10百萬瓦(MW)。

今年台電已推出3個太陽能光電計畫案,分別在台中電廠及高雄興達電廠生水池興建1500 、950 的機組,並與金門縣政府合作設置金沙太陽光電500 ,1年約可發電280萬度,供1000個家庭使用。

fsj 提到...

科技節能窗戶 防彈耐風發電

【黃文博/台南報導】2010-03-24 中國時報

一般太陽能板不能透光,不能廣泛應用在日常生活中,工研院南部分院昨天展示一款利用光擴散的太陽能發電節能窗戶,不但可透光、防彈、耐強風,還能發電,已有廠商表達量產意願,工研院也將申請世界專利。

工研院南部分院昨天在南台灣創新園區舉辦科技產業高峰論壇,同時也在會場外,展示過去一年來,在微系統、家庭網路、奈米材料、科技化護照、生物科技等四十七項科技產品,其中最引人注目的是,太陽能發電節能窗戶的展示。

這項由奈粉中心所展出的太陽能發電設計,特殊設計的光擴散層會均勻效率地將太陽光,由光擴散層與導光層的介面做反射,反射後的太陽光,即可由兩側的太陽能模組集中收集,成功的將五○%的太陽光能傳導到窗戶的周圍的太陽能電池,成為節能發電窗戶。

工研院說,太陽能發電節能窗戶,是由兩片玻璃中間夾壓克力、或PC組成的膠合玻璃,每六十至八十公分每小時能產生三到八瓦的電力,不但防彈、耐強風,除了窗戶外,大樓玻璃面夠大,用來當公共空間的電量,足足有餘,居家用的窗戶,可以用先充當手機充電。

工研院說,這項利用光擴散原理發電的節能窗戶,因可以廣泛應用在日常生活中,已有廠商表達願意合作量產,這也是領先世界的技術,工研院已著手申請世界專利。

※ 與 MIT 的構想似乎有點雷同?