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農業光伏系統效率達 9.9%,LCOE 為 0.033 美元/kWh

中國研究人員建構了光譜分離聚光農業光伏系統(SCAPV)原型,其光伏效率為 9.9,混合光利用效率為 9.05%,平準化能源成本(LCOE)為 0.033 美元/千瓦時。中國科學技術大學領導的科學家開發了一種分光聚光農業光伏(SCAPV)系統,據報該系統可以提高多種植物的作物生產力。

SCAPV系統基於太陽光的光譜分離,該分離基於光伏和光合作用的光譜響應的差異。根據這一原理,紅色和藍色波長用於光合作用,因為它們與植物葉綠素的吸收高峰相匹配,而所有其他波長則用於集中發電。 該研究小組在最近發表在 《能源轉換與管理》雜誌上的《提高混合太陽能轉換效率的光譜分裂聚光農業光伏技術》中描述了他們的發現。他們強調了該系統的關鍵組件:實現光譜分離的多層聚合物薄膜(MPF)、拋物面槽式聚光器(PTC)和晶體矽太陽能電池。 他們使用美國工業集團 3M 生產的市售高透射率 MPF。PTC 用作柔性 MPF 的基板,並用作反射器,將反射帶引導至焦點叉指背接觸 (IBC) 光伏電池,該電池由美國製造商 Sunpower 提供。 該小組透過部署在中國安徽省阜陽市的原型測試了該系統的性能。該系統佔地422.4平方米,依靠雙軸太陽追蹤系統。 此系統的光電效率為9.9%,混合光利用效率為9.05%,學者稱這高於理論最大光合效率約6%。 他們表示:「經濟分析表明,SCAPV 的 LCOE 為 0.033 美元/kWh,表明其經濟可行性。」他們補充說,在部分陽光下生長的植物顯示出增加生物量的潛力。“儘管這些可調光伏發電目前通常不具有成本競爭力,但農業光伏發電提供了一個利基市場,它們可以提供比傳統矽光伏發電更多的優勢,因此有機會實現商業化和改進。” 該研究小組於 10 月公佈了其基本的 SCAPV 系統設計。該系統在安徽的室外條件下進行了測試,每公頃可發電 107 兆瓦時。其整體系統效率達11.6%,科學家稱這是光譜分離技術有紀錄以來的最高效率。


參考文獻:


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