【概述】
水和电是我们日常生活中非常重要的两个基本资源。如何能通过高笑地、低成本的方式获得清洁的水资源一直是人们关注的问题。最近,Zhu课题组设计了一个单结串联太阳能电池-水发电机系统,利用太阳能辐射的全光谱协同发电、获得清洁水[1]。
【实验/设备条件】
这套串联太阳能电池-水发电机系统含有两个组件:顶部是高笑的光伏设备、底部是低能耗的净水器,这两部分形成一套小巧的串联系统。底部净水器可以作为蒸发冷却设备来增强顶部光伏设备的转换效率,而顶部光伏设备产生的热能由底部净水器重新利用从而产生更多的清洁水。这套串联装置不仅是一种便携式净水系统,而且也为大规模发电、供水提供了一种理论模型。
【实验/操作方法】
Keithley 2400数字万用表、Newport型号94043A太阳光模拟器(本次使用下表中涂粉部分)、Newport型号91150V石英窗口参比电池等。
图1 串联太阳能电池-水发电机系统结构简图(左),在不同照明强度下,同时发电和生成洁净水的工作性能(中),海水样品中四种主要离子Na+、Mg2+、Ca2+和B3+的浓度(来自于渤海,黑线表示世界卫生组织饮用水离子浓度标准。ICP检测不出洁净水中的B3+离子)(右)。
Newport Sol3A 级太阳光模拟器参数 | |||||
型号 | 94023A | 94043A | 94063A | 94083A | 94123A |
灯类型 | 氙灯 | ||||
灯功率(W) | 450 | 450 | 1000 | 1600 | 1600 |
光束尺寸(in.) | 2×2 | 4×4 | 6×6 | 8×8 | 12×12 |
工作距离(in.) | 12.0±0.5 | 6.0±0.5 | 7.0±0.5 | 15.0±0.5 | 12.0±0.5 |
光束发散角(半角) | <±4 ° | <±4 ° | <±3 ° | <±2 ° | <±0.5 ° |
典型输出功率(mW/cm2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
光束均匀性 | ≤2% | ≤2% | ≤2% | ≤2% | ≤2% |
时间不稳定性 | ≤0.5%STI≤≤2.0% LTI | ≤0.5%STI≤2.0% LTI | ≤0.5%STI≤2.0% LTI | ≤0.5%STI≤2.0% LTI | ≤0.5%STI≤2.0% LTI |
均匀性 | ≤2 % | ≤2 % | ≤2 % | ≤2 % | ≤2 % |
线性调整率 | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% |
电源要求 | 95-264 VAC/15 A/47-63 Hz | 95-264 VAC/15 A/47-63 Hz | 95-264 VAC/15 A/47-63 Hz | 95-264 VAC/15 A/47-63 Hz | 95-264 VAC/15 A/47-63 Hz |
【实验结果/结论】
经过测试发现:证明了串联太阳能电池-水发电机系统的可行性。在自然光条件下,这套串联的太阳能电池-水发电系统发电能相对提高7.9%,经计算能产生0.80 kg m-2 h-1的清洁水。
参考文献:
[1] Jia Zhu. (2020). Synergistic Tandem Solar Electricity-Water Generators. Joule, 347-358.
[2] Mcilvaine, R. (2014). A new approach for evaluating energy choices. Electr. J. 27, 72-79.
[3] U.S. Department of Energy. (2017). Bandwidth study on energy use and potential energy savings opportunities in U.S. seawater desalination systems (U.S. Department of Energy).
【概述】太阳能光解水制氢过程可以将太阳能充分使用起来,Z终获得清洁的氢能资源,这具有广阔的应用前景。氢能因其
【概述】钙钛矿量子点半导体具有优异的光电应用特性,这类结构中的阳离子组成和表面配体可调性很大,使其能够与用溶
【概述】太阳能光解水制氢过程可以将太阳能充分使用起来,然后获得清洁的氢能资源,这具有广阔的应用前景。氢能因其
【概述】自从2009年关于钙钛矿太阳能电池(PSCs)的最初报道以来,这种设备的功率转换效率(PCEs)已经
国际标准化太阳能模拟器(3A),太阳光模拟器(3A) ,稳态太
太阳光模拟器具备光束准直、光斑均匀、光谱与太阳光匹配的特点,
【概述】用于空气污染研究中的光化学该太阳模拟器产生高层大气中的太阳光谱产品特点• 照射一个设计用来容纳悬浮气溶
太阳能电池(光伏电池)是一种能通过光电效应将光能量直接转化成电化学能量的电池市场上有很多钟太阳能电池,现在Z
太阳能电池生产过程中的槽液分析 电位滴定法 90X 爱智能系列电位滴定仪(实验室用) Applikon