相較4年前的陽光動力號,這架全球最大的太陽能飛機的太陽能-電動力推進系統已有了不小改進:其光伏電池數量從1.1萬塊增加到1.7萬多塊,由SunPower公司提供的太陽能電池的厚度也從150微米降低到135微米,與壹根頭發絲的直徑相當。這些改變提升了飛機將太陽能轉化為電能的效率,讓飛行過程變得更加安全。
“機翼上裝載的1.7248萬塊太陽能電池板可以為飛機提供持續的可再生能源,並為4個重約633千克的電動馬達充電,這使得我們可以在夜間飛行而不受限制。”Bertrand Piccard告訴《第壹財經周刊》。
不過,3月9日從阿聯酋首都阿布紮比起飛後,陽光動力2號還是遇到了壹些困難。比如緬甸曼德勒到重慶的這段航程就不輕松,Piccard需要駕駛飛機穿過壹處緬北的戰亂區。而中國西南地區多山的地形也給這架完全依靠太陽能提供動力、重量僅相當於壹輛SUV汽車(2.5噸)的飛機帶來了很多挑戰。因為天氣原因,它更是在幾個地方數次延期起飛。
但不管怎樣,陽光動力2號讓人們看到了壹種趨勢:每個獨立的個體都將能夠通過自己的發電系統產生能源。這種“自給自足”的方式,可能將會顛覆目前由發電廠進行能源供應的集中式發電模式。
而有研究者認為,如果用薄膜太陽能電池代替晶矽太陽能電池,未來,陽光動力2號受天氣的影響或許還會小壹些—薄膜技術可以實現弱光發電,即在太陽光照不強的情況下仍然能夠發電。陽光動力2號現在使用的單晶矽電池,雖然比傳統晶矽電池薄,但還不能具有這樣的優勢。
當然,之所以將之稱為未來可能發生的事,是因為目前薄膜發電技術雖然發電時間較長,但轉化效率比晶矽低。如果可以提高電量的轉化率,相比晶矽電池,薄膜技術實現“個體發電”或許會是更加可行的方案。
薄膜技術與目前比較主流的太陽能電池技術—晶矽技術最大的不同在電池的基底上。“可以把基底理解為紙,薄膜材料就是上面的噴墨。就好像報紙印刷壹樣,基底雖然不參與發電過程,但在整個生產和使用過程中起著支撐作用。”新南威爾士大學光伏與可再生能源學院博士李陽對《第壹財經周刊》說。
傳統的晶矽技術壹般采用玻璃作為基底,應用較為有限,陽光動力2號這種不太需要柔韌性的場景還算適用,但那些需要較大幅度彎曲的材料就無法應用了。而薄膜技術所用的材料則為高分子聚合物或者金屬,其中高分子聚合物主要采用聚酰亞胺,金屬主要采用較薄的不銹鋼,它們都有壹定的柔韌性。基底材料的變化也讓太陽能電池的應用有了更多的可能。
能源研究公司IHS的數據顯示,2014年薄膜組件和晶矽組件的產量預計分別是6.1吉瓦(GW,1吉瓦=1000兆瓦)以及56.6吉瓦,薄膜技術大概僅占到整個太陽能光伏市場的壹成。
但正有更多企業註意到了薄膜發電技術,並希望將這壹技術運用到更多的產品上,譬如電動汽車。
這可能是最受充電問題困擾的壹個領域了。電動汽車相關的各個產業鏈都在尋找各種解決方案,當然,也包括汽車廠商。
2014年,沃爾沃V60插電式混合動力車亮相米蘭,與之同時亮相的,還有壹款外形酷炫的折疊式太陽能充電棚—它正是采用薄膜技術。
這款名為Pure Tension Pavilion的充電棚體型巨大,由歐洲及美國的3家公司***同設計完成,可以用來收集太陽或人工照明的光,為車棚本身以及混合動力車充電。它的特別之處在於,由於其本身可彎曲,巨大的充電棚能夠折疊收入V60的後備箱。換句話說,這款汽車能夠“隨身攜帶”自己的太陽能充電站,並且在需要的時候從汽車後備箱中彈出直接使用。
充電棚只是薄膜技術解決電動車充電問題的方式之壹,由於體形巨大,對於相對擁擠的中國城市而言,它並不是壹個好辦法。有研究者提出了另壹種思路:直接將薄膜技術覆蓋在汽車車體上。
根據測算,如果將6平方米的高效砷化鎵柔性薄膜電池置於車身上,在日均4小時的光照條件下,可以驅動壹輛大約1噸的汽車正常行駛80至100公裏。這種邊開車邊充電的方式對預計2020年全球銷量將達到1000萬輛的電動汽車市場,非常具有吸引力。