马德里技术大学的一组科学家制造了一种潜热热光伏 (LHTPV) 电池,该电池能够在超过 1000 摄氏度的温度下以潜热的形式储存电能,然后根据需要将储存的热量转化为电能。它是由热发射器和光伏二极管电池组成的热光伏系统。
艾玛迪斯项目开发的潜热热光伏电池内部视图,可在 IES-UPM 购买。图片:马德里技术大学
该研究的通讯作者 Alejandro Datas 表示,我们已经建造了一个存储容量不到 1kWh 的小型实验室规模原型。要达到商业成熟,我们需要建立一个具有几兆瓦时电力容量的系统,这可能需要一些时间和大量资金。然而,我们已经在努力,如果我们找到合适的合作伙伴来扩展技术,希望我们可以加快速度。
拟议的系统使用可再生电力在超过 1000 摄氏度的温度下熔化低成本金属,如硅或硅铁合金,这些金属能够在融合过程中储存能量,从而产生所谓的“潜热”。根据研究小组的说法,一升硅材料能够储存超过 1kWh 的潜热,这相当于一升 500 bar 加压氢气所包含的能量。然而,与氢不同,硅可以在大气压下储存,使系统可能更便宜、更安全。
研究人员将用于该设备的热光伏发电机描述为一种微型光伏系统,其产生的能量是传统光伏装置的 100 倍。根据研究人员的计算,如果一平方米常规光伏阵列产生200W,一平方米热光伏系统可能产生高达20kW。他们强调说,根据热源的温度,热光伏电池的效率在 30% 到 40% 之间。此外,使用热光伏发电机代替传统的热机,避免了使用移动部件、流体和复杂的热交换器。
该原型据称能够以每千瓦时 4 欧元的成本存储能量,尽管其商业成本可能更高,因为该系统目前没有集成容器和隔热材料。如果系统足够大,通常超过 10 兆瓦时,每千瓦时的成本可能达到 10 欧元左右,因为隔热成本只是系统总成本的一小部分。如果成本进一步降低,可能仅以电力形式回收30-40%的能量就足够了,使这些设备比锂离子电池更有利可图。此外,剩余的 60-70% 的未转化为电能的热量可以直接输送到建筑物、工厂或城市,从而减少天然气消耗。
该电池在最近发表于Joule的论文“潜热热光伏电池”中进行了介绍。如果固定锂离子电池的价格仍然很高,则有必要将它们与其他更便宜的技术结合起来,例如热光伏电池,这样可以储存更多的电量。Datas 总结道。
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