圆柱形太阳能电池为天窗赋予全新意义

Solyndra 希望通过将太阳能电池制成圆柱形而非面板,来捕获屋顶上浪费的阳光


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美国大约有 300 亿平方英尺(28 亿平方米)广阔的平屋顶,这个面积足以收集为 1600 万美国家庭供电或取代 38 座传统燃煤发电厂所需的阳光。位于加利福尼亚州弗里蒙特的 Solyndra 公司希望通过在这些屋顶上覆盖大型扁平的圆柱形薄膜太阳能电池阵列(可以想象成大规模安装的荧光灯管,只是吸收光线而不是发射光线),来利用这些能量。

首席执行官 Chris Gronet 说:“使用圆柱体,我们可以从各个角度收集光线,甚至可以收集漫射光。” 他于 2005 年创立了这家圆柱形太阳能公司,这个想法源于一天深夜,当时他正在思考安装光伏面板的更经济的方式。他补充说,由于阵列不必倾斜或锚固在屋顶上,“我们的安装成本只有一半,安装时间只有三分之一。”

Solyndra 现在正在大量生产铜铟镓硒 (CIGS) 薄膜太阳能电池,将其卷成圆柱形并封装在玻璃中。Gronet 表示,这种设计不仅可以隔绝湿气,还可以让玻璃充当阳光聚光器,将光子导入薄膜。他说,今年春天开业的弗里蒙特工厂最终将能够每年生产价值 110 兆瓦的太阳能圆柱体,但他拒绝透露具体数量。

该公司表示,太阳能圆柱体——与漆成白色的屋顶搭配使用以更好地反射阳光——可以比传统的平面同类产品多收集 20% 的阳光。该估计基于该公司在其自身屋顶上安装的价值 50 千瓦的管状电池。

目前,Solyndra 的 CIGS 太阳能电池可以将照射到它们身上的阳光中多达 14% 转化为电能,总而言之,Gronet 预计 Solyndra 系统将从给定的屋顶输送两倍的千瓦时电量。

圆柱形设计还允许 Solyndra 将其阵列平放并隔开,以便风可以从中穿过,而不是像倾斜阵列那样将它们抬起。这意味着太阳能圆柱体可以在不固定在屋顶上的情况下安装——并且仍然可以承受高达 130 英里/小时(209 公里/小时)的风速。

Gronet 说:“我们在佛罗里达州的测试装置在最近的飓风 热带风暴费伊 中幸存了下来。” “由于安装成本较低,我们有明确的途径实现电网平价。” 换句话说,这种新形状的电池有可能以与燃煤发电厂发电价格大致相同的价格利用太阳能,目前燃煤发电厂是最便宜的发电选择,约为每千瓦时 6 美分。另一方面,典型的太阳能光伏装置的电价约为每千瓦时 25 至 50 美分,其中大约一半与物理安装费用有关。

Gronet 拒绝透露太阳能圆柱体的制造成本或其输送的电力的价格——主要是因为如果他们能够提供更低成本的电力,他们希望为客户保留额外的利润,他承认。太阳能圆柱体在为太阳能电力设定最低保证价格的国家/地区蓬勃发展,例如西班牙和德国,那里的所谓上网电价高达每千瓦时 44 欧分。

因此,安装太阳能系统的德国公司 Phoenix Solar, AG 是 Solyndra 迄今为止最大的客户——后者声称拥有价值 12 亿美元的多年期合同,这主要是因为圆柱体可以在几天而不是几周内安装完毕,并且不需要特殊的支架。该公司已经有 10 个原型装置,分别位于德国以及加利福尼亚州、佛罗里达州、宾夕法尼亚州、犹他州和华盛顿特区。

布鲁克海文国家实验室国家光伏环境研究中心高级科学家、纽约州厄普顿和哥伦比亚大学的环境工程师 Vasilis Fthenakis 表示,仍然存在的问题包括制造成本和可靠性。“公司在生产没有缺陷的 CIGS 方面遇到困难,”他说。“他们可能会从偏转或反射的光中获得更多,但能获得多少?这需要抵消由于圆柱体设计和特殊的 薄膜材料 而增加的生产成本。”

话虽如此,商业屋顶已经是安装太阳能最有希望的领域之一。Fthenakis 指出:“我们设想在沙漠中大规模使用光伏发电,但人们更容易接受屋顶上的系统。” “将它们安装在屋顶上比安装在房地产上更便宜。”

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