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Masdar學院研發出新型太陽能吸熱器 可顯著提高集熱效率
發布者：本網記者Jennifer | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6657查看 | 2016-06-13 09:45:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網訊：近日，位于阿聯酋的馬斯達爾（Masdar）科學與技術研究院宣布研發出一種新方法，能夠有效增加吸熱器吸收的太陽輻射量，從而顯著提高光熱電站的集熱效率。

　　據介紹，通過上述方法可以使吸熱器以較低成本來收集到更多射向地球的太陽能，從而可以使通過收集太陽能并持續利用的光熱技術效率更高并更具經濟性。

　　“我們的研究團隊現在已經開發出一種更簡易且性價比更高的制造太陽能吸收器的技術，不但能夠拓寬吸熱器可利用的太陽光譜的范圍，提高集熱效率，還能保持較低的碳排放水平。”Masdar學院機械與材料工程助理教授張鐵軍博士說道。

　　張博士及同事們與麻省理工學院的研究團隊一起，合著了一篇論文對此技術展開詳細論述，該論文已在本月發布的《先進光學材料》期刊上發表。

　　據麻省理工學院機械工程系教授兼此項目的聯合首席研究員NicholasX.Fang博士介紹：“我們非常欣喜地看到麻省理工和馬斯達爾學院的合作使我們在表面等離子體光子學這一新興領域取得了新發現（注：表面等離子體光子學是將表面等離子體技術應用到光子學領域而發展出來的一門新的學科，它是構成納米光子學的最重要部分，可以量化電磁場和合金中自由電子之間的相互作用）。我們團隊研發出的新型太陽能吸熱器，是利用表面電漿子場來捕捉太陽光線，從而提高吸熱效能，下一步我們打算對鍍膜材料整體的換熱效率展開試驗和研究。”

　　這項工作的開展將為Masdar學院一項更大的研究項目提供支持，該項目旨在開發一個結合電力設備和冷卻系統的太陽能發電項目。


圖：美麗的馬斯(si)達爾清(qing)潔能源城


　　這一創新型技術主要是在吸熱器上加上很多直徑小于400納米（大致要比人的頭發直徑細200倍）的小孔，這些細微的小孔滲透到整個吸熱器中，能夠大大增強太陽光線的吸收范圍，大約90%到達地球表面的各種波長的光都能夠被吸收。與傳統太陽能吸熱器不同，這種新型的吸熱器僅需很少的材料，它的結構包括兩層：半導體膜和反射金屬層，兩層加起來的厚度只有170納米。

　　“這一技術可以應用于現有的大多數太陽能吸收器。有了這個獨特的設計，吸收器可以得到升級，進而能夠吸收到電磁光譜的紫外線和可見光區的太陽能。”馬斯達爾學院的博士后研究員JinYouLu博士介紹道。他和麻省理工學院的SangHoonNam博士是這篇論文的第一作者。

　　要想優化太陽能吸熱器的效率，在盡可能提高吸熱效率的同時，還需要盡可能減少吸熱器自身熱量輻射所帶來的熱損。然而，同時滿足兩個要求卻是個不小的挑戰。因為吸熱器吸收的熱量越高，就不可避免要造成更多的熱量損失。

　　但是吸熱器運行過程中會有一個效率達到最佳的運行設計值——既能確保太陽輻射得到最優化吸收，又能把隨輻射流失到大氣中的熱損耗控制到最小。Lu博士認為，“通過采用超薄膜涂層和微孔設計，他們團隊可能已經找到了這個最佳設計點。”

　　為進一步優化系統，該研究小組現階段正在致力于尋找其他金屬作為涂層，以更大程度降低吸熱器系統的成本。

　　馬斯達爾學院成立于2006年4月，坐落于阿布扎比市（阿聯酋首都）的“馬斯達爾清潔能源城”，這座新城將完全依靠太陽能等可再生能源，最初計劃在2016年全部完工，但后因全球金融海嘯的影響，現已延期至2025年完工。一旦建成，該城將有望成為全球首個“三零城市”——“零碳排放”、“零廢棄物”和“零輻射”。

　　作為馬斯達爾城的首個住戶，馬斯達爾學院的定位是開展可替代能源、可持續發展和環境學科研究的高等學府，該學院所需的所有能源全部來自于一個10兆瓦的可再生太陽能裝置。這個太陽能裝置制造的能源將超過學院正常所需能源的百分之六十。

　　在今年年初，馬斯達爾學院與中國清華大學在北京簽署兩校間的交流與合作協議。
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