2010年9月19日日曜日

用气球收集太阳能

太阳能是地球上随处都可以得到的一种绿色能源,因此许多国家的科学家都在发展用太阳能发电的方法。现在制约太阳能利用的主要因素之一是成本问题,太阳能电池板造价过高、发电效率低下是难以突破的瓶颈。为此,以色列科学家开发出一种可以升到几百米高空的太阳能气球,这种装置造价低廉,而发电效率更高。

  在一处太阳能气球发电厂,数以千计的蓝色气球高高挂在天空,这可不是什么装饰艺术,这些像是盘状或球体的漂浮物,也不是什么不明飞行物,它们全都是以色列科学家最新发明的发电妙招,只要在这些气球的表面贴上厚度只有0.2 cm的太阳能板,然后放到几百米的高空,马上就成了小小发电厂。

  建大规模太阳能发电站的一个问题是需要很多的空地来放置太阳能电池板。为了解决这个问题,最近以色列的研究员们获得了太阳能气球系统的专利。充满氦气的球体的表面是薄膜,柔软的光电板用来捕获太阳光线。该设计在此前已经被提议,包括浮动飞行的太阳能电池阵列。这是一个模块化的系统,通过一个电缆系统与地面相连。其中的一些电缆将传送氦到气球里面,其余的将运载太阳能返回地球。研究员正在以色列的几个地点进行测试。在节省地面空间的同时,也节省了建造建筑物等设施的费用,使气球发电器的成本比传统方法降低了一半还多。

  由于发电器采用球形和盘状的设计,在一天的不同时间都可以充分地接收阳光的直射,因此大大提高了发电效率。科学家表示,一个直径3 m的气球能够产生1 000 W的电力,足够为一个带烘干机的洗衣机提供电力,效能和一个25 m2的传统太阳能板相同。不过,传统的太阳能电池板还得顾虑角度问题,有时还会被高楼大厦的阴影挡到,而气球不管怎样转,都能捕捉到阳光,科学家目前还在改良气球形状,希望能达到最大功效。

  此外,太阳能板气球成本只是传统太阳能板的40%,而且太阳能气球还有个最大的好处,那就是不受地形限制,随处可用,而且还可以在空中呆上1年。在海洋或沙漠地区,虽然阳光充沛,但由于很难建立发电设施,往往白白浪费了丰富的太阳能。在这些不可能盖发电厂的地方,太阳能板气球就能派上用场。另外,由于这套设施的使用和拆卸都比较方便,还可以给暂时性断电的地区提供紧急帮助。如果有地区因为天灾停电,也可以拿太阳能气球应急发电。

  当然,利用太阳能气球发电还有很多挑战,例如,减轻气球的重量、处理风的问题和设计最理想的系统把能量传输到地面。但是,开发者说太阳能薄膜工艺每个月都在进步。在不远的将来,他们希望新的突破使太阳能气球成为一种实用的工具。科学家表示,虽然这项研发还在起步阶段,但他们的终极目标是希望能做出轻便易携带,适合个人使用的版本。

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