電熱一兼兩顧 以色列太陽能應用再創新猷

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【大紀元4月27日報導】(中央社記者曹宇帆特拉維夫特稿)以色列運用太陽能科技再創新猷!德國和以色列研究團隊合作,成功研發在類似衛星碟型天線的面盤上,擺列玻璃鏡片聚焦日照,轉化為電能與熱能,效能遠勝傳統太陽能電池板。

位於以色列中部的集體農場Kvutzat Yavne,原是靜謐的鄉村小鎮,而以色列研發太陽能的傑尼斯公司(Zenith Solar),在廣闊的農田豎起全球首座如碟型衛星天線的太陽能系統,猶如換上高科技新裝,令人驚豔。

不過仔細一瞧,碟型衛星天線塔座上放置的吸收日照器材,並非傳統矽原料製成的太陽能電池板,而是合成材料製成的玻璃鏡片。單靠玻璃鏡片如何能把日照的光能轉為電能與熱能?

「別小看這些玻璃鏡片喔,它們比矽製的太陽能電池板更管用」,傑尼斯首席科技執行長惠蘭(RobertWhelan )解釋,這是他們研發的聚焦光電技術(Concentrated Photovoltaic Technology, CPV)。

聚焦光電技術是由傑尼斯公司結合以色列班古里昂大學(Ben-Gurion University)與德國佛羅恩霍夫學院(Fraunhofer Institute)的研究團隊製成,硬體包括佈滿玻璃鏡片10平方公尺的面盤,以及吸收面盤所反射日照的一部小型光電池板。

這部光電池板約10釐米見方大小,由鎵、砷等特殊金屬製成,可將太陽能轉化為電力,而每座面盤另接有管線可輸送冷卻水,以降低光電池板吸收日照轉化為電力時所產生的高溫。

最後輸送給光電池板降溫用的冷卻水,另由管道回流至儲水槽,即可成為供工業與家庭用的熱水。惠蘭笑著說,這可是電能與熱能一兼兩顧的創新科技。

至於怎麼會想到拿不起眼的玻璃鏡片,可發揮如此驚人的邊際效益?班古里昂大學教授費曼(DavidFaiman)說,去年油價飆破每桶100美元,各國競相採購矽製太陽能電池板作為替代能源。

不過,魚與熊掌總難兼得,他說,太陽能利用雖越趨普遍,但矽製電池板價格也隨之水漲船高,再加上傳統太陽能發電系統,矽製電池板即佔成本的80%,對家庭與工業用戶負擔日益沈重。

而換上新研發的聚焦光電技術後,費曼表示,可將聚焦太陽能的成本降低至10%以下,既可獲取高效能的能源利用,又符合節能減碳的理想。

傑尼斯公司的創辦人兼執行長塞吉夫(Rony Segev)介紹新科技有別於傳統太陽能集電系統的優勢。他說,以往太陽能集電系統需大面積鋪排面板電池,頗為不便。

而每個類似碟型天線面盤的塔座經電腦控制後,塞吉夫表示,可如向日葵跟著太陽變換角度,無需大片土地擺放面板電池,除了玻璃鏡片容易取得,塔座的基材也採強化塑膠原料,生產、安裝方便,更可降低成本。

不過,廉價的成本卻能創造高附加價值的效益。塞吉夫說,傳統太陽能集電系統對太陽能的使用率平均為10% 至15%,但他們研發的系統效能可達70%,其中21%為電能,熱能佔49%,預估年產電能為150兆瓦,熱能約有300兆瓦。

此外,另與傳統靠石化燃料發電的系統比較,塞吉夫表示,以色列天然能源短缺,但這套系統不僅附加的環保效益可觀,每年更可省下4萬公升石化燃料。

由於成本低廉卻可高度回饋,塞吉夫預估,這套聚焦光電技術平均每千瓦小時發電成本不到1美元,加上以色列政府對太陽能發電實施每度以幣2謝克(約新台幣17元)的強制收購,估計5年內可回本。

除了在集體農場推廣外,傑尼斯公司未來計劃將這套創新的太陽能集電系統,延伸至工業、飯店使用,更期盼不久的將來,以色列境內各城鎮的電熱供應,都可靠聚焦光電技術自給自足。

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