雨滴發(fā)電功率轉化效率85% 可與太陽(yáng)能互補
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2017-06-21
核心提示:
在降雨等偏暗環(huán)境下發(fā)電效率偏低是太陽(yáng)能應用的瓶頸,尤其在南方多雨城市,太陽(yáng)能發(fā)電受到了不小的制約。
在降雨等偏暗環(huán)境下發(fā)電效率偏低是太陽(yáng)能應用的瓶頸,尤其在南方多雨城市,太陽(yáng)能發(fā)電受到了不小的制約。



在2017年全國科技活動(dòng)周暨北京科技周主場(chǎng),中科院北京納米能源與系統研究所展示的“雨滴薄膜發(fā)電”技術(shù),瞄準了這一痛點(diǎn),把降雨利用起來(lái)發(fā)電。
在現場(chǎng),研究人員搭建了一個(gè)簡(jiǎn)易木屋,在木屋房頂鋪設了雨滴薄膜發(fā)電材料——納米薄膜,并構建了一個(gè)封閉電路,用淋浴設備模擬雨滴落在薄膜上。此時(shí),連接了薄膜的LED燈亮了起來(lái)。如果在雨滴薄膜下面鋪上太陽(yáng)能板,無(wú)論晴天還是雨天都可以發(fā)電。
“雨滴發(fā)電利用了國際領(lǐng)先的高分子納米薄膜雨水發(fā)電技術(shù),納米薄膜做成透明狀后,透光率可達到90%以上,將其鋪設在太陽(yáng)能電池板上,即可成為下雨時(shí)雨滴發(fā)電、晴天時(shí)太陽(yáng)能發(fā)電的復合能源。”5月20日,在現場(chǎng),中科院北京納米能源與系統研究所所長(cháng)王中林向公眾介紹。

“薄膜分為兩層,雨水滴到薄膜上之后,兩層材料會(huì )有一個(gè)接觸,表面就能通過(guò)摩擦感應電荷。雨水不是純凈水,是帶電荷的,通過(guò)接觸之后,一層薄膜吸附正電,另一層薄膜帶負電,這就產(chǎn)生了電壓,與封閉的回路連接,就產(chǎn)生了電流。”在現場(chǎng)講解的研究員趙雪嬌向記者介紹。
雨滴發(fā)電產(chǎn)生的電量多少還在進(jìn)一步研究中。根據王中林在《自然》發(fā)表的論文,通過(guò)理論計算,目前另一種以摩擦生電為技術(shù)原理的水波能發(fā)電裝置,一個(gè)山東省面積大的薄膜,可以滿(mǎn)足當下全球供電需求,但從理論到實(shí)際,還有較長(cháng)的路要走。
雨滴發(fā)電穩定性實(shí)際上還跟降雨是否持續有關(guān)。如果雨持續降下,電流持續不斷;如果雨是間斷的,那么產(chǎn)生的就是脈沖電流,難以穩定續航。因此,研究團隊針對摩擦生電不穩定的情況,專(zhuān)門(mén)研究了相應的電路——先把電收集到一個(gè)電容器,再導出形成直流穩壓的電流,能量轉化率可達85%。
根據中科院納米所的設想,雨滴發(fā)電和水波能發(fā)電可能會(huì )在5年走向產(chǎn)業(yè)化,讓一些設備實(shí)現自供能。以氣象觀(guān)測站為例,在一些多降雨的林區或偏遠地區架設氣象站,通電、維修都不是很方便,如果雨滴薄膜發(fā)電供電穩定,就是一個(gè)很好的供電選擇。
“關(guān)鍵是提高功率和穩定性,還有材料怎么封裝更加有效。”趙雪嬌介紹。目前,雨滴發(fā)電的功率與太陽(yáng)能相比還是有差距的,如果能進(jìn)一步提高功率,太陽(yáng)能目前應用的場(chǎng)景,雨滴發(fā)電都能使用。兩種方式結合效率會(huì )更高。