美國密西根理工大學(Michigan Technological University)的研究人員以及加拿大皇后大學(Queen’s University)的一支研究團隊最近發(fā)現(xiàn)一種可在太陽能電池板上聚集更多陽光的方法,，據(jù)稱可使其提升30%或更高的轉換效率。

　　這項研究發(fā)表于電機電子工程師學會(IEEE)所屬的《太陽光電》(Photovoltaics)期刊,。

　　“我們正致力于從系統(tǒng)的角度來看這項研究,，”密西根理工大學材料科學與工程系以及電子與電腦工程系副教授Joshua Pearce表示，這項研究著重于整體系統(tǒng)而不只是個別的太陽能板,，主要的原因在于目前在地面上安裝的太陽能板陣列“太浪費空間了,！”

　　安裝在大型太陽能發(fā)電廠的標志性太陽能板之間總會間隔開來，以避免彼此遮蔽,。當陽光照射在太陽光電系統(tǒng)時,，輸送電力到電網(wǎng)中，而當光線落在太陽能板排與排之間的地上時,，當然也損失了大量的潛在能源,。解決之道相當簡單，Pearce說：“用反射器填滿排與排之間的空間,，讓陽光反彈回太陽能板上,。”

　　然而,，這種反射器或平面集中器目前并未被廣泛使用,。

　　“太陽能板通常保固使用20至30年，”Pearce解釋,，這種保固通常只保證某些特定情況,。“因此,，如果你能用反射器讓太陽能板聚集更多陽光,，就能夠取得較好的溫度擺動以及不均勻的照明，但簡單的反射器鏡面可能會對于這種效果產(chǎn)生錯誤預測。

　　對于太陽能電場業(yè)者來說,，由于潛在熱點的不確定性,，目前利用反射器的效果不佳。Pearce以及其他研究人員發(fā)現(xiàn)了一種利用雙向反射(BDRF) 功能進行預測的方法,。

　　BDRF經(jīng)常被用于電影和視訊游戲中，創(chuàng)造出更多逼真的電腦產(chǎn)生影像(CGI)人物與場景,。BDRF程式可描述光線如何在不規(guī)則的表面上反彈,，以及預測光線如何散射，從而創(chuàng)造出間接的光照與陰影,。

　　Pearce與其他研究人員為其太陽能板研究建立了一個BDRF模型,，可預測反射器能反彈多少陽光量，以及反彈至太陽能板陣列的哪一個位置后發(fā)光,。

　　太陽能板上的熱輻射讀數(shù)讓研究人員更能掌握如何提高太陽能系統(tǒng)聚光效率

　　“即使看起來就像完美的鏡子一樣,，但真正的表面并不一定如此，” Pearce解釋,，“因此,，我們將BDRF模型應用在這些材料上，讓它散射光線,?！?/p>

　　在展示這些反射器如何散射光線后，研究人員開始嘗試使用反射器與太陽能板,。結果成效比預期的更好,，這些反射器大幅提高了太陽能系統(tǒng)的輸出效率。

　　“在這背后的數(shù)學十分復雜,，”Pearce解釋,，研究團隊希望“驗證這些可預測的模型，使太陽能產(chǎn)業(yè)可以開始利用我們的公式來設計出更好的太陽能電場,?！?/p>

　　該研究團隊并在加拿大安大略省京士頓(Kingston, Ontario)的太陽能戶外測試場(Open Solar Outdoors Testing Field)實地測試這個模型。結果顯示可在其他人預測有問題的太陽能板上照射更多陽光,。

　　采用標準太陽能板,，在最佳角度不傾斜時可增加約45%的效率。即使是最角度傾斜的太陽能板也能提高約18%的效率,。此外,，這項模擬也顯示以最佳反射器能夠達到30%或更好的輸出效率。

　　“我們花費了大量的心血,、汗水和淚水,，期望能使得太陽能板盡可能達到最高效率，”Pearce說：“我們?nèi)绱说匦量嘌芯浚仓荒茉谀＝M上提高幾個百分點,；而在系統(tǒng)級卻輕輕松松地實現(xiàn)了兩位數(shù)的回報,。”

　　透過這項研究成果,，在系統(tǒng)級如此大幅地提升聚光效率,，可望應用于改變太陽能板的安裝方式，同時,，還能提高經(jīng)濟效益與投資報酬率,，甚至還可能大幅改造現(xiàn)有的太陽能電場。

　　Pearce強調(diào)：“我們目前的主要目標在于為太陽能電場開發(fā)人員提供所需的資料,，讓他們能用于修改其太陽能場的配置,，以及提高輸出效率與營收達三分之?！?/p>