集中式太阳能光伏发电是一种高效但高度复杂的清洁技术形式，它的质疑者比例很高，这主要是由于其成本高且占地面积大。好吧，奥巴马政府也随之消除了您的疑虑。昨天，美国能源部宣布了一项高达2400万美元的资金，用于开发一种全新的集中式太阳能电池组件技术，在成本和性能上都可以击败传统的太阳能电池组件，同时保持纤薄的扁平包装外形。
集中式太阳能光伏片在阳光下变得重要
对于刚接触该主题的人们来说，聚光太阳能PV（CPV，用于聚光光伏）是指一种系统，其中大量反射表面将太阳光线聚焦在较小的太阳能电池阵列上。请勿将其与集中式太阳能技术相混淆，在集中式太阳能技术中，定日镜（专门用于特殊镜子）或槽形结构会聚焦太阳能来加热液体，然后将其用于为涡轮机产生蒸汽。美国能源部已经非常热衷于聚光太阳能（据记录，沙特阿拉伯也是如此），现在它正朝着聚光太阳能光伏发展。
总体思路是将集中式太阳能电池阵列缩小到微型高性能配置，其成本和占地面积与传统的平板太阳能电池组件相似。
所有这一切的平台是MOSAIC，这是一项由能源部的尖端研究融资机构ARPA-E管理的集中式太阳能计划。
这项任务非常艰巨-为了成功，您需要在一个共同的原因中将成千上万的微型透镜聚集在一起，并且还需要解决常规集中式太阳能系统中使用的昂贵跟踪机制-但ARPA-E已经组装好解决这个问题的11个集中太阳能项目，这就是2400万美元新资金的去向。
11个太阳能集中项目
MOSAIC（具有集成浓度的微型优化太阳能电池阵列的缩写）将该领域带入了对美国两个地区（西南地区以及东北和中西部部分地区）最具潜力的解决方案。
您可以从ARPA-E获得有关集中式太阳能项目的所有详细信息，但是对于旅途中的所有人而言，这是MOSAIC项目的简要介绍，从针对阳光直射的三个区域开始：
1.位于马萨诸塞州的松下波士顿实验室正在开发具有屋顶太阳能应用的微跟踪系统。
2.宾夕法尼亚州立大学也在研究一种新的跟踪系统，他们将其称为“角度平面微跟踪微单元CPV”。这是ARPA-E的摘要：
该团队将使用折射和反射塑料小透镜阵列的组合，将阳光聚集到相应的微型PV电池阵列上，然后将其转移到一个可在它们之间滑动的透明薄片上进行打印。跟踪将通过在太阳移动时横向增加中间微孔板的横向移动来完成，从而使系统能够在一整天不倾斜面板的情况下运行。
3.纽约州罗切斯特大学有一个正在计划中的平面光导聚光光伏项目，最终结果将是一个只有三毫米厚的轻巧模块顶部。该项目专门旨在为屋顶阵列空间有限的城市地区提供解决方案。
以下小组重点研究没有直射阳光的区域：
4.加利福尼亚理工学院帕萨迪纳分校正在做一种称为低直接正常入射（DNI）的太阳辐射技术，该技术可以利用量子点来充分利用相对较少的阳光。与罗切斯特（Rochester）项目一样，这是小空间的完美选择。
5.麻省理工学院的任务是在一个带有横向多结电池的集成微光学聚光光伏组件中捕获直接和散射的阳光。这将使您了解ARPA-E对MOSAIC期望的改变游戏规则的效率：
该团队的微光学透镜系统将是超紧凑和高效的，将直射阳光的浓度增加三倍，而直射阳光的浓度则增加三倍。该光学系统将充当棱镜，将太阳光谱分成不同的波长，然后由适合每个波长的横向排列的太阳能电池收集。常规的光伏电池将在此阵列之后集成以捕获漫射的阳光。
6.麻省理工学院的第二个项目是晶圆级集成聚光光伏，涉及使用常规的硅太阳能电池来简化跟踪系统的需求。
7.位于北卡罗来纳州的Semprius，Inc.在ARPA-E的新闻材料中以其使用转移印刷的微型超高效CPV /扩散混合阵列而著称。这个名字几乎说明了一切。
8.位于华盛顿州的美国夏普实验室在工程中的1-Sun面板上方有一个带有集成式Micro-PV的高效平板PV，其特征是通过波导增加了额外的集中度。该系统还收集来自天空的直射阳光，并从地面散射阳光。
9.德州农工大学工程实验站的波导太阳能聚光器项目也采用了波导方法：
为了显着增加太阳光在PV电池上的集中度，该团队将以级联的方式排列聚光透镜阵列，并使用锥形波导将其对准次级聚光器。波导聚光器的性能类似于透镜或其他成像光学器件，将使多结太阳能电池能够有效地转换漫射的阳光，从而使该系统可在阳光较少的区域使用。
一半的集中式太阳面包总比没有好
MOSAIC还包括第三个感兴趣的领域，它涉及可以帮助克服技术障碍的任何方面，即使它仅解决了系统的一部分：
10.加利福尼亚州的帕洛阿尔托研究中心将部署一种称为“芯片打印机”的芯片，旨在为集中式太阳能系统大批量打印微太阳能电池阵列。
11.加利福尼亚的Glint Photonics，Inc.将根据“小型企业创新研究”计划，开发一种固定式广角聚光器PV系统，该系统避免使用笨重的跟踪器，而希望使用一种在聚光太阳能模块内移动接收器板的系统。最终目标是紧凑，轻便的系统，可以安装在屋顶上。
奥巴马太阳能政策升温
上周，随着能源政策的重大转变，紧随其后的是MOSAIC的新资金公告。在该政策上，联邦水电行销机构启动了有史以来第一笔太阳能购买计划。
俗话说，在最近宣布的《清洁能源计划》中加上刚刚宣布的联邦采用PACE太阳能融资和新的太阳能激励措施，而且奥巴马政府的太阳能政策似乎正在用天然气做饭。
在发布清洁能源计划之前，我们注意到该计划似乎在使天然气成为对可再生能源的热衷。自从本月早些时候宣布该计划以来，这更使联邦政府制定了一系列的太阳能政策。
您还可以查看夏威夷州长Ige，以了解美国天然气政策的发展方向。
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图片来自Glint Potonics，Inc.
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