以40%的效率从热量中捕获光,NREL在热光伏领域取得长足进步
美国国家可再生能源实验室(NREL)在制造太阳能电池方面有着悠久的 历史 ,这些太阳能电池以创纪录的效率捕获来自太阳的光。但太阳并不是光伏可以捕获能量的唯一光源。热物体也会发光 - 通常在更长,更低的能量波长下 - 而热光伏(TPV)是经过优化以捕获该光的光伏电池。
NREL开发的新型光伏电池远远超过了之前32%的世界纪录TPV效率。这种新设备是为与麻省理工学院(MIT)联合演示电储能概念而开发的,在 《自然》杂志 的一篇文章中进行了描述。
由NREL / MIT团队开发的设备由两个光吸收层组成,由高反射率的金镜层和散热器支撑。散热器可防止电池变得过热,从而导致效率损失。 经麻省理工学院Alina LaPotin许可改编的人物
该创纪录效率装置旨在从加热到2,400 C的物体收集能量,最高效率达到41.1%( 1%),在相关温度范围内平均效率为36.2%。
“高效率对于TPV系统的工程和经济可行性至关重要,而这个新的41%创纪录的效率是使这种热能电网存储概念成为现实的一大步,”该论文的NREL作者Dan Friedman说。
值得注意的是,效率为40%的TPV设备可以比传统蒸汽轮机(例如煤炭或核电厂中使用的蒸汽轮机)更有效地将热量转化为电能。TPV具有降低成本,响应时间更快,与各种系统尺寸(从瓦特到千兆瓦)兼容的潜力,并且由于移动部件更少,维护成本更低。
TPV电池还经过优化,可在高于2,000 C的热源下运行,这对于传统蒸汽轮机来说太热了。天然气和氢气可以在这些温度下燃烧,但也许最重要的是,已经设想了低成本,大规模的热能存储系统在这些温度下运行。
热能网格存储系统作为电池运行,吸收电力并将其转换为高温热量进行存储(想想一个巨大的烤面包机)。然后,TPV在需要时将热量转换回电力,提供低成本,按需清洁能源。该团队创建的TPV设备 - 曾经在与麻省理工学院的大型联合项目中展示 - 可能代表了使清洁能源存储低成本和可扩展性的关键里程碑。
效率为41%的TPV器件是一种串联电池,这是一种光伏器件,由两个相互堆叠的光吸收层组成,每个层都经过优化以吸收略微不同波长的光。与过去的TPV设计相比,该团队通过使用经过优化以吸收更高能量红外光的高性能电池实现了这一创纪录的效率。此设计建立在NREL团队先前的工作之上。
导致高效率的另一个关键设计特征是电池背面的高反射金镜。大部分发射的红外光具有比细胞活性层可以吸收的波长更长(能量较低)的波长。该背面反射器将93%的未吸收光反射回发射器,在那里重新吸收和重新发射,从而提高系统的整体效率。进一步提高背向反射器的反射率可以推动未来的TPV效率接近或超过50%。
中新社北京9月12日电(记者 闫晓虹) 中国国家电网12日晚间透露,美国当地时间9月11日,中国国家电网所属国网能源研究院与美国国家可再生能源实验室在丹佛签署战略合作协议。
中国国家电网董事长刘振亚、美国能源部有关负责人、美国国家可再生能源实验室丹。阿维祖院长,出席签字仪式。
刘振亚在致辞中充分肯定了美国国家可再生能源实验室在清洁能源技术创新方面所作的工作。刘振亚指出,世界能源发展正面临资源紧张、环境污染、气候变化等严峻挑战,严重威胁人类生存和发展。解决世界能源问题,必须转变过度依赖化石能源的发展方式,加快实施“两个替代”、构建全球能源互联网,实现可再生能源大规模开发和高效配置与利用,从根本上解决能源安全和生态环境问题。刘振亚希望,双方发挥各自优势,在技术研究、标准制定、市场分析、政策咨询、并网运行等方面加强合作,共同推动全球能源互联网发展和可再生能源开发利用,促进中美能源合作再上新水平,为实现世界能源和人类社会可持续发展作出积极贡献。
丹。阿维祖在致辞中,对中国国家电网在特高压、智能电网、可再生能源发展方面取得的成就表示钦佩,对全球能源互联网构想高度赞同。希望双方以此次合作为契机,为深化中美能源合作、共同推动全球能源互联网创新发展、实现世界能源可持续发展贡献力量。
国网能源研究院院长张运洲和美国国家可再生能源实验室院长丹。阿维祖分别代表双方签署了合作协议。
美国国家可再生能源实验室成立于1974年,拥有1500多人的研发团队和近700名来自世界各国的交流人员,拥有世界一流的太阳能、风能、储能等领域的科研设施,在全球可再生能源研究领域具有广泛影响力。
据悉,该课题虽然此前进行了研究,但NREL指出,此前的研究依赖于风洞的数据,这些实验数据并没有真正显示出大规模的效果。目前,NREL启动的则是实现工况下的研究,一是利用20多年的风能建模专业知识,在拉斯维加斯附近的Acciona Energy的内华达Solar One槽式光热发电项目进行大规模现场测量;二是将这些测量数据用于验证NREL开发的高保真计算模型。
这些由风能技术办公室资助的高保真计算流体动力学模型和仪器将用于现场风力评估。行业合作伙伴和利益相关者也将作为顾问,以保持项目对市场的有用性。
"该团队由来自实验室各地的成员组成,他们正在无缝协作,以确保这个重要项目取得成功,并为光热发电项目开发人员和运营商提供关键信息,"NREL计算科学中心的研究工程师Shashank Yellapantula现在负责开发计算高效的模型,这些模型可以在项目结束时对行业有用。
经过验证的计算模型将公开提供给光热发电社区。
美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的一组研究人员通过将砷化镓(GaAs)薄膜堆叠在带有玻璃夹层的背隙接触(IBC)硅太阳能电池上,模拟了一种四端串联的III-V太阳能电池。
该项目的主要研究人员Adele Tamboli表示:“虽然我们已经做了一些初步的微型模块集成工作,但要实现商业化,最终还需要大幅扩大尺寸,这些电池在解决了几个挑战之后可以达到商业化。组件电池都已经在工业规模上进行了演示。然而,成本仍然很高,需要降低。”
科学家们解释道:“该装置的有效面积为1平方厘米,据称与在同一研究水平上建造的类似电池相比,效率更高,因为砷化镓吸收层的厚度得到了优化。如果吸收层太薄,通过顶部电池的传输将增加,而高能量的光子将在较低的电压下被底部电池收集。如果吸收层太厚,接近吸收层材料的少数载流子扩散长度,产生的载流子将过早地重新结合,光子能量会以热量的形式损失掉。”
砷化镓电池是通过金属有机气相外延(MOVPE)在砷化镓衬底上生长的。吸收层的厚度在1.5到3.5微米之间,2.4微米最佳。厚度为300微米的IBC电池由德国的哈梅林太阳能研究所(ISFH)提供。学者们表示:“通过将处理过的砷化镓电池堆叠在非晶硅底层电池上,中间有一薄层用于反转的环氧树脂,来组装串联的电池,然后将得到的电池在室温下固化24小时。”
研究人员发现,当砷化镓厚度超过1.5微米时,所有用这种设计开发的四端串联电池的效率都超过了32%。一个吸收层厚度为2.8微米的电池显示出最高的顶部电池和串联效率,分别为26.38%和32.57%。研究小组强调:“虽然这里的砷化镓顶部电池的填充系数(FF)略有下降,但IBC底部电池表现出的效率比之前使用的硅异质结底部电池略高。”
新能源车1公里耗电多少
怎么会呢!只是一些厂商的文字游戏,实际综合成本可能是这个的10倍以上。这种说法完全没有参考价值。
好像有些空曲子说得好:每天晚上只需要1度电,就可以睡到天亮。然后那些小字,很小很小的小字,在角落里,写在那边。
有空可调开放时间,温度,房间大小,各种情况,限制。其实肯定不止一千瓦时。
新能源每公里成本并不比燃油车低
对大家来说,真正有意义的成本其实是汽车全生命周期的成本,总共会花多少钱。
北京理工大学硕士论文,基于生命周期成本的新能源汽车补贴政策研究。
寿命周期成本是指购买、使用、维护、报废等成本的总和。某个产品在某个时间段的成本,更符合新能源汽车的真实成本计算。
像美国国防部就是用这种成本算法来计算飞机和航母的成本。我不会告诉你“飞起来每100米多少钱?”他们不拿这个,他们不作弊。
合肥工业大学19年也有一篇硕士论文《新能源汽车与传统燃油汽车的生命周期成本评估》,里面说可以通过专业的评估模型来计算。他们已经计算过了。
如果去掉车牌、环境等因素,同型号燃油版的生命周期为百公里151元, 纯电动 179元,插电式混动190元。
“啊”? 新能源车 每公里成本差不多2元,并不是厂家宣传的10元,有的甚至比纯燃油车还贵一点。
贵在哪里?给大家算算,心里就有底了。
同样的车子,新能源版卖得更贵
首先,新能源车比较贵,贵的部分当然是要平摊在每公里的成本上。
比如燃油版和纯电动版销量都不错的帝豪,燃油版帝豪9.88万,优惠2万,加上购置税、交强险等。,一共88000元就差不多了。
纯版EV500,顶配补贴,15.9万。没有折扣,当然也没有购置税。让我们只支付交通保险,对不对?
按16万算,加上地方补贴,再减去2万,一共14万。差不多同样的车,新能源5.2万不是更贵吗?
知名咨询公司麦肯锡有一份报告:中国汽车平均寿命4.5年。
参考可再生能源与交通创新中心(iCET)的数据:中国乘用车年均行驶里程约为17000km。
也就是说,在中国,每辆车的平均总行驶里程是7.65万公里。最后,5.2除以7.65等于68美分。
不算其他消费,新能源车,光是跑那里没饭吃,平摊车的成本,是不是多了68毛钱?
新能源车保险费用更高
刚才保守的说了,买了一份交强险。新能源车普遍比同级别的燃油车贵。如果买商业保险,成本其实会更高。
来自中国保险新闻网的数据:每户新能源车平均保费比传统车高出28%。
10万左右的燃油车,三者除去免赔、乘坐、车损四个基础险,差不多3700元。新能源车年均保费多了28%,也就是多了1036元。
前述,国产车平均每年行驶1.7万公里,新能源车保费每公里多花6分钱。
好了,68美分加6美分,已经是74美分了,比燃油车每公里还贵74美分。
新能源车在能源消耗上确实更划算
很多朋友会说:“你没把大头算进去。电费比燃料费便宜。只要开够新能源车,就能把成本省回来!”
这个说法有点混乱,我有段时间也有同感。这是因为后续的电费是加在原来的成本上的,只是多了少了而已。
当然,我们先来算一下。
汽车之家帝豪实际油耗7.7L/100km,现在油价便宜了。按照近两年的平均油价,也不过7块钱。综合起来,每公里的油耗成本是53美分。
EV500电池为52kW·h,MIIT续航里程为400km。不过MIIT的NEDC标准有点过时,有一些水分,就不解释了。
马自达曾经测试过纯电动版马自达2,NEDC里程与实际续航里程相差超过30%。
所以,如果差不多这么说,400km算成300km,每公里耗电约0.17 kWh。
新能源充电,不代表1度电充下来,充到车上也是1度电,会消耗掉。
就像一公斤水果。榨一个汁,榨出来的汁也是一斤。你连皮都吃吗?没有这回事。
美国国家可再生能源实验室在计算充电效率的时候,一般是按照85%来计算的,那么我们也按照这个来计算吧。
将0.17度电除以85%,也就是说,新能源汽车每公里需要0.2度电,各地电价不同。白天晚上都有峰谷电,还得分几个档次,挺复杂的。
外面还有充电桩,60分1度。外面还是便宜的。
各种情况下,我们最后算出来,纯电动新能源汽车1公里电费是12分钱。比燃油车便宜41美分。真的便宜很多。
但仍然领先74美分,74美分减去41美分。新能源车每公里成本还是比燃油车贵33美分。
保养上,新能源车也更划算
看,又折回来了。没事,维护。
新能源车没有汽油机,当然不用换机油和 滤清器 。你要去哪里?它不需要。
6万公里的车大多需要一次大保养,之前各种车都要更换,所以我们看这个节点还是可以的。
我们来对比一下燃油车和 电动车 。我以前在视频里做过。10万元左右的车纯燃油6万公里的总保养费用:4569元。纯电动汽车:983元。
电动车比燃油车省3586元。你看,除了雨刮器和刹车片,我什么都不需要保养。不,我没有引擎,是吗?
386元,每公里便宜6分钱。
好的,之前是33美分,然后减去现在的6美分。最后,纯电动车每公里成本比燃油车贵27美分。
我们这样算了一下,纯电动车比燃油车百公里贵27元左右。报纸上说的是28元。你看,差别不是太大吧?
买不买新能源车,还得看个人需求
不同的地方,不同的需求,其实是不一样的。这个算法只是一个思路,供我们参考。
上一篇:别人和大家都在聊,他告诉我。「朋友说的话」有哪些是可信的?什么疑惑?让我们互相了解一下。
有些地方根本不需要评判这些东西:北、上、广。就问你“你有车牌吗?”“没有执照。”电动车!什么不省钱对吧?
看情况。真的要看情况。
而且还有一些家人或者朋友跑1.7km以上的,比如:我做生意什么的,我跑六七万km,还有一些。
这个时候用新能源车会比燃油车便宜吗?是啊!
反正厂家说每公里成本只要一毛钱,反正我不信。建议你也不要相信“啊哈”。
这不是误导,但有没有可能是有点太聪明了?
新能源车的电瓶寿命有多长
其实很多朋友买新能源车。他担心的车价是多少?这是什么?很耐用!
为什么会想到耐久性的问题?是电池。我会用的。总功率会越来越少吗?
苹果手机用几年,越用越卡。车会越开越慢吗?还是开车时动力越来越低?我担心这个。耐用吗?
担心是应该的。能持续多久?后来电池坏了。换一个电池要多少钱?一辆二手车能值多少钱?
我为你整合了一些关于这些电动车的耐久性、价值、购买和使用的论文、资料和数据。
关键词:新能源
每天给你一段汽车实用干货,包括文字、音频、视频。你可以选择你喜欢的版本。《备胎说车》等你来玩。
新能源车15万公里后还能用吗?
新能源汽车使用15万公里仍可使用。以下是关于新能源汽车的介绍:简介:
新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力源(或采用常规车用燃料和新型车用动力装置),集成了车辆动力控制和驱动等先进技术,具有先进技术原理、新技术和新结构的汽车。
分类:
新能源汽车包括 混合动力 汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源汽车(如超级电容、飞轮等高效储能装置)四大类。
优点:
或接近零排放,减少漏油造成的水污染,减少温室气体排放,提高燃油经济性,提高发动机燃烧效率,运行平稳无噪音。
新能源车1公里耗电多少 新能源车15万公里后还能用吗?@2019
科罗拉多州立大学的布莱恩·威尔逊教授(BryanWillson)教授领导了该试验。由他联合创办的SolixBiofuels公司将在一座天然气处理厂旁边的水槽中,引入嗜好二氧化碳的藻类,进而进行可再生能源的生产。
南部乌特印第安部落因其在能源和房地产上的成功投资,成为美国最富有的印第安人社区之一,乌特人的投资占SolixBiofuels公司募集资金的三分之一。 部落的首领相信,藻类生物能源将推动下一次能源热潮,创造出数十亿美元的价值。
据《纽约时报》报道,乌特人认为这种商业模式不仅仅是一种生意。谈及环保意识和藻类投资机遇之间的关系时,部落首领马太·鲍科斯(MatthewJ.Box)认为:“这是传统思维模式与现代意识的联姻。”
乌特人的传统哲学理念认为,占用耕地的任何项目都应该摒弃,在人们仍然挨饿的世界里,能源和粮食不应相互竞争,玉米乙醇的想法应当排除。
科罗拉多州立大学教授威尔逊表示,“如果按照严格的风险资本计算,乌特人根本无法在三到五年内收回成本。但乌特人拥有长远的经济观,他们基于下一代人的利益做决策,而不是只考虑下一季度。这两种想法具有本质区别。”
美国国家可再生能源实验室(National RenewableEnergyLaboratory)表示,为从藻类提炼出燃料,超过200家公司都在寻求具有成本效益的可扩展方式。与其他同类公司相似,SolixBiofuels公司的重点也是生产可在常规柴油发动机中使用的生物柴油。
美国国家生物能源中心(National BioenergyCenter.)阿尔·达金斯(AlDarzins)认为:“这仍然是一个非常年轻的产业,形形色色的宣言有时很难让人相信。”达金斯认为,不论采用何种发展模式,关键是控制成本。
SolixBiofuels公司的设施临近天然气处理厂,易于获得二氧化碳废气流,用于养殖藻类。工厂还产生余热,可在冬天为藻类养殖床供暖。此外,科罗拉多州西南部是美国日照最多的地区之一,能为藻类生长提供充足的阳光。
美国工程类大学也有不需要进实验室的专业,如管理类文科专业。
2014年,隆基的金刚线切割技术得到应用,单晶硅开始引领技术前沿,电池片变薄,转化率达到了13%。
中间经历一些小的技术和工艺研进,转化率都有小规模提升。后来又出来了perc技术使得当前主力组件的转化率提升到了21%左右。
当前的新技术有ibc和hpbc,topcon和hjt异质结以及钙钛矿技术。其中ibc和hpbc都属于背接触式,工艺较复杂的制造方式。转化率提升到了23%左右,隆基还生产了带功率优化器的组件。个人认为ibc和hpbc只能是个效率提升的量变产品,以提高工艺水平难度,转化率提升不太多的产品应该只是过渡产品。毕竟工艺复杂就没有价格下降空间。
业内最为关注的还是topcon和hjt异质结技术,这两种技术在转化率提升上都只能做到2%至5%。由于晶硅的转化率极限只有29%,能提升到23%或25%也很大了。其中topcon技术可以由原来的产线把工艺流程减二加三来完程,所以有几家大厂已经可以批量出货,价格高昂。HJT异质结技术由于需要新建产线,而且产线造价比topcon贵40%,所以目前还没有规模出货的。但是HJT异质结技术,工序只有六道,成产成本低,但是需要用低温银浆,量产较小时,没有价格优势。如果以后大量量产,低温银浆一定能够国产化,硅片采用钨丝切割技术,降本空间会非常大。但是无论topcon还是异质结,量产功率也就达到25%。
钙钛矿技术理论转化效率可达36%,但是由于衰减比较快,行业内还没有哪家能够克服这个问题。有一家大厂说自己量产了十几兆瓦,可信度不高。
以后还要发展晶硅和钙钛矿的叠层技术,效率到底能达到多少不是众说纷纭,毕竟到目前还没能解决钙钛矿的衰减问题。