我們先來了解下太陽能發(fā)電的幾種形式，第一種是集中式太陽能發(fā)電簡稱CSP，它使用鏡子將陽光集中反射到一個特定的點(diǎn)上，產(chǎn)生的熱量可以驅(qū)動蒸汽輪機(jī)或是發(fā)電機(jī)發(fā)電，這些熱能可用于海水淡化、提高原油采收率、水泥生產(chǎn)、鋼鐵生產(chǎn)甚至是制造氫氣。

    CSP主要用于電網(wǎng)規(guī)模發(fā)電，它大致分為三種類型，第一種是拋物線槽系統(tǒng)，它主要利用朝向太陽傾斜的拋物面反射器，將太陽光聚集到中央接收管上，這樣的曲面設(shè)計可以將它們的反射能力提高30-60倍，可以將內(nèi)部含有特殊油料的管道加熱到398.9攝氏度，這些熱量可以為傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電機(jī)提供動力，太陽能拋物線槽系統(tǒng)是目前最新進(jìn)、使用最廣泛的CSP技術(shù)之一。位于加利福尼亞的杰尼塞斯(Genesis)拋物線槽發(fā)電廠是美國最大的CSP發(fā)電廠之一，它的發(fā)電能力為250兆瓦，和許多發(fā)電廠一樣它也用到了朗肯系統(tǒng)，其中流體從熱源流向散熱器，這些熱量將用于執(zhí)行沿途機(jī)械的工作，高溫流體進(jìn)入鍋爐產(chǎn)生蒸汽，帶動渦輪機(jī)運(yùn)行，拋物線槽系統(tǒng)雖然簡單，但在所有的CSP技術(shù)中它的效率最低只有15%左右，這是因為相比于其他系統(tǒng)，400度的流體溫度還是比較低的。

    第二種是碟式發(fā)電系統(tǒng)，它看上去有點(diǎn)像衛(wèi)星碟形天線，主要由拋物面碟形鏡組成。它可以跟蹤太陽位置，并將陽光集中到能量轉(zhuǎn)換器上，在能量轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個熱量接收器，它可以吸收反射鏡反射的熱量，并將熱量傳遞給熱機(jī)，每套碟式系統(tǒng)可以產(chǎn)生10-25千瓦電能，轉(zhuǎn)化率大約在30%左右?？墒堑午R跟熱機(jī)的兼容性并不理想，不能很好地儲存能量。

     第三種是電力塔系統(tǒng)，它使用定日鏡來跟蹤太陽，并將陽光集中到塔頂?shù)慕邮掌魃?，流體會將熱量傳遞到鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并帶動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，為了提高性能 ，有些電力塔系統(tǒng)使用儲能和熱傳導(dǎo)能力更強(qiáng)的熔融鹽作為導(dǎo)熱材料，即便是在陰天或日落后，也可以將這些熱量保存好幾天時間。

    伊萬帕太陽能發(fā)電系統(tǒng)是美國最大的集中式太陽能發(fā)電廠，它位于加利福尼亞的莫哈韋沙漠，發(fā)電能力392兆瓦，共使用定日鏡173500個。挪威化工公司雅苒（Yara)一直致力于研發(fā)一種新型三元混合太陽能電池，它主要基于硝酸鈣以及鉀和鈉的熔融鹽，能有效降低凍結(jié)和凝固的風(fēng)險，但熔融鹽并不是太陽能儲存的唯一途徑，一家位于美國加州的公司正在研發(fā)一種新的集中太陽能解決方案，它可以將能量儲存在巖石中，并使用先進(jìn)的計算機(jī)視覺和人工智能技術(shù)，對排列緊密的陣列進(jìn)行30次/秒的精確調(diào)整，雖然大多數(shù)電力塔可以產(chǎn)生400-500度的熱量，但這套設(shè)備卻可以將溫度達(dá)到1500度，這些熱量通過一根絕緣管被引到一個可以將熱量，儲存一周的熔融鹽裝置中，跟傳統(tǒng)蒸汽渦輪機(jī)相比這套設(shè)備不僅可以帶來更高的效率，還能有效減少廢水的產(chǎn)生。

    為了能更好地儲存和釋放分子中的能量，研究小組還研發(fā)出了一種催化劑，它的作用是加快分子回到初始狀態(tài)，這項新技術(shù)被稱為“分子太陽能熱能存儲系統(tǒng)”，簡稱MOST。簡單來說，液體被存放于兩層玻璃面板之間，受到陽光的照射后發(fā)生變化，流入一個小型容器，這里被用來儲存具有高能量形式的分子。在催化劑的作用下釋放出能量，最后液體流回玻璃面板重新獲取太陽能量，整個循環(huán)在封閉狀態(tài)下完成，能更有效的將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并回收原始分子。Most系統(tǒng)的最低效率為3%，理論最高效率可以達(dá)到12%-16%，雖然整體效率跟普通太陽能裝置還是有著明顯差距，但是 MOST系統(tǒng)有著小型輕便的優(yōu)質(zhì)，可以被用在智能手機(jī)等小型穿戴設(shè)備中，也就是說MOST不僅可以為我們的家庭提供必要的電力保障，還可以為汽車提供輔助動力，如果放置在衣服中甚至還可以幫助我們?nèi)∨?/span>

那么你覺得，CSP跟MOST 能否真的走進(jìn)我們的生活呢？ 

панель солнечных батарей представляет собой полезное средство, позволяющее обеспечивать электроэнергию в чрезвычайных ситуациях, а также хранить избыточную электроэнергию в электрических стенах, что в основном приводит к преобразованию фотонов в электроны, которые затем хранятся в химических батареях и которые при высвобождении должны преобразовывать постоянный ток в переменный ток через преобразователи постоянного тока, чтобы обеспечить электроэнергию всего дома, и что весь процесс требует многократного преобразования,  каждый переход сопряжен с потерей энергии, и если речь идет о масштабах коммунального хозяйства, то весь процесс будет гораздо более сложным, и, хотя литиевые батареи могут также накапливать энергию, они являются дорогостоящими и подверженными риску пожара, что, как представляется, проще и практично хранить солнечную энергию непосредственно в панелях солнечных батарей, где используется жидкость, о которой говорилось выше. 

 Сначала мы рассмотрим несколько видов солнечной энергии: во - первых, централизованное солнечное производство, известное под названием CSP, с помощью зеркала, которое позволяет концентрировать солнце на какой - то конкретной точке, генерируя тепло, которое может быть использовано для опреснения морской воды, повышения нефтеотдачи, цементного производства, производства стали и даже для производства водорода. 



 CSP используется главным образом для выработки электроэнергии в масштабах энергосети, которая делится на три типа, первый из которых состоит из параболической системы канавок, которая собирает солнечный свет на центральные приемные трубы с помощью параболического отражателя, направленного на наклон солнца, с помощью которого поверхность проектируется таким образом, чтобы повысить их отражательную способность в 30 - 60 раз и подогреть внутренние трубопроводы, содержащие специальный нефтепродукт, до 398,9 градуса Цельсия, что обеспечивает энергию для традиционных паровых генераторов,  В настоящее время солнечная параболическая система является одной из самых современных и широко используемых технологий CSP.  расположенная в Калифорнии параболическая электростанция в джениссе (Genesis) является одной из крупнейших в Соединенных Штатах электростанций CSP с мощностью 250 МВт, которая, как и многие другие электростанции, используется в системе ланкена, где жидкость поступает из источника тепла в радиатор, который будет использоваться для выполнения работ по конвейерному оборудованию, для производства пара в котлах при высокой температуре, ведущей к эксплуатации турбины, и параболической системы, хотя и простой,  Однако во всех технологиях CSP ее эффективность составляет около 15%, что объясняется тем, что температура жидкости на 400 градусов ниже, чем в других системах. 



  

 Во - вторых, она выглядит как спутниковая тарельчатая антенна, состоящая в основном из параболических дисков.  Он позволяет отслеживать положение солнца и концентрировать солнце на преобразователях энергии, у которого есть приемник тепла внутри преобразователя энергии, который может поглощать тепло, отраженное отражателем зеркала, и передавать тепло теплоносителям, каждая система на диске может вырабатывать 10 - 25 квт электрической энергии с коэффициентом конверсии около 30%.  Но совместимость тарелочного зеркала с термостатом не идеальна, чтобы хорошо хранить энергию. 



 Третья система - это энергетическая башня, которая использует солнечные зеркала для слежения за солнцем и концентрирует солнце на приёмнике на вершине башни, жидкость переносит тепло в котел для производства пара и приводит к электрической энергии вращения турбины, для повышения производительности некоторых систем электропитания используют накопительную энергию и более теплопроводные способности расплавленной соли в качестве теплопроводного материала, даже после пасмурного дня или захода солнца, чтобы сохранить тепло в течение нескольких дней. 



 солнечная система иванпа является крупнейшей в Соединенных Штатах центральной солнечной электростанцией, расположенной в пустыне Мохаве, Калифорния, с мощностью 392 МВт и общей мощностью 173 500 солнечных зеркал.  Норвежская химическая компания ? яара? занимается разработкой новой трехкомпонентной смеси солнечных батарей, основанной главным образом на нитрате кальция и расплавленной соли калия и натрия и способной эффективно снизить риск замораживания и затвердевания, но расплавленная соль не является единственным способом хранения солнечной энергии, и компания в Калифорнии, Соединенные Штаты, разрабатывает новое централизованное решение по солнечной энергии, которое позволит хранить энергию в горных породах,  и, используя передовые компьютерные методы визуального и искусственного интеллекта, точность установки плотной решетки 30 раз / сек, хотя большинство электрических башен может производить 400 - 500 градусов тепла, но это оборудование может довести температуру до 1500 градусов, через одну изоляционную трубу, которая позволяет хранить тепло, неделю расплавленной соли в установке, по сравнению с традиционной паровой турбиной, это оборудование не только может принести более высокую эффективность,  Кроме того, эффективно снижается объем сточных вод. 



 Тем не менее, использование солнечной энергии не ограничивается технологиями CSP, которые применяются только к производству энергии в коммунальном масштабе, но и технологий, которые более подходят для нашей жизни.  ученые чарлского технологического университета в Швеции разработали жидкость, способную хранить тепло в течение 18 лет, состоящую главным образом из углерода, водорода и азота, которые объединяются через атомы, связывающие различные виды молекул, имеющие свои собственные трехмерные формы, такие, как метан, который больше похож на тетраэдр, и когда энергия добавляется в молекулу, их форма и структура изменяются.  Таким образом, исследователи внесли изменения в эту жидкость, с тем чтобы она поглощала энергию солнца на различных длинах волн, и когда она подвергается солнечному облучению, она превращается в высокоэнергетический изомер, а внутренние атомы воссоединяются в новую форму. 

 в целях улучшения хранения и высвобождения энергии в молекулах исследовательская группа также разработала катализатор, призванный ускорить возвращение молекул в исходное состояние, и эта новая технология известна как "молекулярная система хранения тепловой энергии солнечной энергии" (MOST).  Проще говоря, жидкость хранится между двумя слоями стеклянной панелей, и после облучения солнцем она изменяется и попадает в небольшой контейнер, где хранятся молекулы в виде высокой энергии.  под действием катализатора высвобождается энергия, и последняя жидкость возвращается в стеклянную панель, чтобы получить солнечную энергию, весь цикл завершен в закрытом состоянии, может быть более эффективно преобразовать солнечную энергию в химическую и рекуперировать примитивную молекулу.  минимальная эффективность мост составляет 3%, теоретически максимальная эффективность может достигать 12 - 16%, но, несмотря на очевидный разрыв между общей эффективностью и обычными солнечными установками, система MOST имеет небольшой легкий качественный уровень, который может быть использован в таких малоразмерных одеяниях, как смартфонные телефоны, т.е.  если поместить его в платье, может даже помочь нам согреться. 



 Так вы думаете, что CSP и MOST действительно войдут в нашу