平板光伏电池板已经主导了全球太阳能市场

得益于电池板价格在过去几年里的大幅下降，平板光伏电池板已经主导了全球太阳能市场。一家瑞士创业公司利用IBM苏黎世研究院为其超级计算机开发的技术，以一个产生电力和热水的碟形太阳能聚光器对现状提出了挑战。

这家名为AirlightEnergy的创业公司开发了碟形太阳能聚光器，并创立了一家名为Dsolar（意为“碟式太阳能”）的衍生公司，推出了这种聚光器。它以沙漠地区等脱离电网的社区为目标，这些地区能够得到很多阳光直射，但仍缺乏电力和热水。Airlight Energy公司的业务发展经理伊拉利亚•贝索济（Ilaria Besozzi）表示，在发达国家，这种10米高的聚光器可被用于在企业园区或酒店中进行现场发电。

这种抛物面碟形聚光器可以全天候自动跟踪太阳。它是由36个椭圆反射器组成的，这些反射器将光集中到非常高效的、多结点的太阳能电池上以产生电能。IBM表示，这些类型的电池使用了适用于不同波长的材料，在该装置中，这些材料能够将约30%的太阳光转化为电流。

通常，暴露于聚集的太阳光下的太阳能电池是通过空气冷却的。Airlight Energy公司通过使用液体冷却，增加电输出，并产生热水。在每组太阳能电池的背后都有一个融入了IBM水冷技术的结构，它在德国被用于SuperMUC超级计算机。IBM苏黎世研究院的高级热封装经理布鲁诺•米歇尔（Bruno Michel）说，水流经由硅层中蚀刻出的小型管道或“微型通道”组成的网络，吸走太阳能电池散发的热量。米歇尔表示，在超级计算机中，液体冷却器被直接连接到产生大部分热量的处理器上。

由于碟形聚光器采用了主动冷却的方式，太阳能电池应能承受非常高的聚光——相当于2000个太阳的光——并可运转25年。较高聚光的副作用是会使冷却水升温至约90摄氏度。米歇尔表示，在该温度下，水可用于电除盐系统，或用于某一特定类型的热驱动制冷系统。在充足的阳光下，这种碟形聚光器会产生12千瓦的电功率和20千瓦的热功率。

聚光光伏（CPV）系统已经存在了几十年，并且这种技术至少在理论上具有许多优点。相比平板电池，它们可以在一定的空间里产生更多的电力，并提供更高的转换效率。事实上，通过产生热量和电力，Airlight Energy公司表示，它能将80%的太阳光转换为可用能量。但是，CPV技术的高成本及其复杂性使其难以获得普遍应用。

为了降低成本，AirlightEnergy公司采用了两种不常用于太阳能聚光器的材料。贝索济说，它没有采用聚光玻璃镜，而是采用了与瑞士巧克力包装纸一样的薄塑料箔作为反射镜。Airlight Energy公司表示，碟形聚光器的主要结构将由特殊的混凝土制成，它可以精确成型，不会缩水，而且成本远低于金属或塑料建筑材料。

美国国家可再生能源实验室的首席科学家萨拉•库尔茨（Sarah Kurtz）表示，设计一个能在产生电能的同时处理热能的系统很困难。例如，如果热驱动式的冷却系统出现故障，则碟形聚光器需要迅速转离太阳，或以另一种方式传递热量。使用薄膜反射镜降低了成本，但首次出现的系统通常是昂贵的。她说：“挑战是要降低其他部件的成本，但在2000倍的聚光下，这是可行的。”波士顿的勒克斯研究公司的分析师马修•范斯坦（Matthew Feinstein）指出，拥有IBM的技术背景，该产品就具有了商业信誉。他补充说，传统上，CPV系统是针对公共事业的，但许多工业企业，如数据中心运营商和制造商，可以很容易地利用太阳能碟形聚光器的热能。不过，他说：“商业化和早期采用对于独特的太阳能技术来说一直是一个挑战。”