美國加州擁有豐富的太陽能，但該州目前的熱水器基本都是天然氣驅(qū)動。日前，一家名為Cogenra Solar的公司在加州北部一座葡萄酒廠中安裝了新型的太陽能電池板。這組電池板結(jié)合了傳統(tǒng)的太陽能光伏電池和一套余熱收集系統(tǒng)，因此，其產(chǎn)生的電力可以用來照明和裝瓶，同時還能產(chǎn)生熱水清洗桶罐，從而大大提高了太陽能利用率。
Cogenra于2009年初在1000萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資資助下成立。今年9月，Cogenra從加州政府的太陽能計(jì)劃中獲得150萬美元的研發(fā)和示范經(jīng)費(fèi)，并在11月初完成了酒廠中太陽能電池板的安裝。
據(jù)介紹，這是一項(xiàng)太陽能光伏/光熱聯(lián)合發(fā)電的技術(shù)。該系統(tǒng)使用太陽能熱發(fā)電技術(shù)中的碟式鏡面聚焦陽光，通過鏡面聚集的太陽光照射在光伏電池陣列上用于發(fā)電，同時加熱電池背后裝滿乙二醇和水混合溶液的鋁管，乙二醇將收集的熱量帶入熱交換器，在那里加熱水。熱水之后進(jìn)入存儲罐，而冷卻的乙二醇溶液重新回到電池陣列的鋁管中。
據(jù)悉，該太陽能電池板將能夠產(chǎn)生50千瓦的電力和相當(dāng)于222千瓦的熱能。Cogenra首席執(zhí)行官Gilad Almogy表示，這將削減酒廠45%～50%的天然氣使用量，并滿足其約10%的電力需求。
Almogy介紹道，全球有190GW的太陽能熱水裝置，卻只有20GW的太陽能光伏發(fā)電裝置。“太陽能熱水的效率是光伏的5倍，因此回報(bào)來得更快。”他說，光伏/光熱聯(lián)合發(fā)電能夠結(jié)合兩者的優(yōu)勢，不僅能獲得和單獨(dú)光伏發(fā)電同等的電力，還能額外獲得4倍的熱能。因而使系統(tǒng)升值。Almogy表示，這種混合太陽能系統(tǒng)的投資回報(bào)期比光伏發(fā)電短得多，在中國、中東、德國、澳大利亞等國家和地區(qū)都適用。
Cogenra開發(fā)的這套混合太陽能發(fā)電系統(tǒng)瞄準(zhǔn)了那些對水和電都有需求的中型客戶，而不是小型的家用和大型的太陽能電廠。如食品加工業(yè)、旅館、飯店、學(xué)校、寫字樓、洗衣房、監(jiān)獄等。目前，公司還沒有公布這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)電成本，但他們表示，熱水的成本會比常規(guī)的熱水便宜。
美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的高級項(xiàng)目經(jīng)理Tim Merrigan表示，系統(tǒng)過熱會削弱太陽能電池的發(fā)電效率，這是個大問題。這也導(dǎo)致類似的混合太陽能系統(tǒng)在過去的實(shí)驗(yàn)中失敗。針對這個問題，Cogenra利用傳感器監(jiān)測太陽能電池的溫度，同時通過自動控制系統(tǒng)驅(qū)動液體流動，為系統(tǒng)降溫。
酒廠的這套系統(tǒng)目前已經(jīng)成為Cogenra技術(shù)和這種混合太陽能技術(shù)的重要實(shí)驗(yàn)臺。積累的數(shù)據(jù)將能驗(yàn)證系統(tǒng)在不同天氣條件下的發(fā)電和熱水效率以及是否能滿足酒廠對能源的波動需求。另外，該項(xiàng)目還有一項(xiàng)任務(wù)是不斷改進(jìn)系統(tǒng)以便今后在用電高峰期儲存能源，并同太平洋煤電公司（PG&E）合作適應(yīng)未來電網(wǎng)整合。
Cogenra的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是如何降低成本。一大利好消息是，美國政府最近出臺了一系列太陽能熱水器補(bǔ)貼政策。如加州政府10月啟動了一項(xiàng)計(jì)劃，將從現(xiàn)在到2017年間提供3.5億美元補(bǔ)貼支持太陽能熱水器的安裝。
美國還有一批公司在研發(fā)類似技術(shù)，都把目光放到了光伏之外，希望在太陽能光伏發(fā)電之外開發(fā)出太陽能的其他潛力。不過，這些技術(shù)都還處在研發(fā)初期。
為Cogenra公司提供啟動資金的投資人Vinod Khosla認(rèn)為，這是一項(xiàng)全新的理念，前景遠(yuǎn)大，他說：“其他太陽能公司需要花上億美元來開拓市場，但是Cogenra只用了1000萬美元左右。”
