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被NASA帶到國際空間站的太陽能技術,在廣東也有應用

未知的太空

浩瀚的宇宙

神秘而絢爛的事物總是吸引著人追求與探索

為了探索未知,人們在浩瀚的太空中建立自己的一個空間,當第一張從另一個角度審視地球的照片從空間站傳回,當大量的科學實驗與研究在那個空間中實現,促進科學的進步,各種在太空中運行的飛行器成為各國日益重視的新領域。

對於這些在陽光充沛的軌道中運行的飛行器而言,高性能的太陽能電池必不可少。

漢能阿爾塔與NASA合作測試已展開

12 月 18 日,據《環球時報》報導,美國國家航空航天局(NASA)正在國際空間站測試一項太陽能電池技術,評估未來是否可用於 NASA 低地球軌道飛行任務,包括為立方體衛星(CubeSats)提供動力。報導顯示,被 NASA 選用於國際空間站的太陽能技術,是來自我國高科技能源企業漢能旗下美國子公司 Alta Devices(漢能阿爾塔)的砷化镓薄膜太陽能電池。

漢能工程師與 NASA 科學家和供應商合作,用創新的封裝材料研製了 9 塊柔性砷化镓太陽能電池陣列。這些電池已於 2018 年上半年製造完畢,並交付給 NASA 進行測試。11月17 日,實驗項目由 NG-10 Antares 火箭運往國際空間站。在未來幾周內,這些太陽能電池將被安裝在國際空間站面向天頂的位置。

領先技術賦能多個領域

阿爾塔技術打破世界紀錄

我國民營高科技企業漢能一直致力於研發全球領先的砷化镓薄膜太陽能技術。近期,該公司推出了第四代砷化镓太陽能技術,在功率重量比重方面,新一代技術提高了 160%。

漢能自主掌握的新型砷化镓太陽能電池技術,可以開發出只有一微米厚的砷化镓電池層(一根人類頭髮的厚度約為 40 微米)。

這一技術具有光電轉換效率高、抗紫外線、抗異塵餘生性能好、柔性好、品質輕等優勢,且在高溫和弱光條件下的發電能力突出,可為多個高附加值領域產品提供動力,如小衛星、無人機(UAV)和新能源汽車等。

波音平流層太陽能無人機

事實上,在與 NASA 牽手之前,漢能砷化镓太陽能技術已多次運用於高端航空航天領域。據美國航空航天專業媒體 Aviation Week & Space Technology 於 11 月中旬報導,採用漢能柔性砷化镓薄膜電池,波音公司設計了一架翼展 74 米的平流層太陽能無人機“奧德修斯”(Odysseus),僅靠太陽提供動力就能實現“無限飛行”。而此前,也有媒體報導推測,Facebook高空長航時無人機採用的也是漢能砷化镓太陽能芯片。

漢能太陽能技術接連被全球航空權威機構及公司選中,自有其道理:據世界三大再生能源研究機構之一的德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer ISE)認證,漢能阿爾塔砷化镓薄膜單結電池轉換效率達到 29.1%,再次刷新世界紀錄。這一程碑式的突破是漢能阿爾塔自 2010 年起連續第七次刷新此項世界紀錄,也是公司迄今取得的第 13 個太陽能電池或組件效率的世界紀錄。至此,漢能在砷化镓電池領域,保持雙結電池(31.6%)、單結電池(29.1%)、量產組件(25.1%)轉換率等多項全球領先水準,進一步奠定了其在高效太陽能薄膜電池領域的領先地位。

事實上,除了在砷化镓太陽能技術上保持全球領先,漢能的銅銦镓硒(CIGS)薄膜太陽能技術,同樣領先世界五到十年。

2012 至 2014 年,漢能持續投入,先後完成了對德國銅銦镓硒(CIGS)薄膜太陽能電池製造商 Solibro、美國銅銦镓硒薄膜太陽能電池製造商 MiaSole 和 Global Solar Energy(GSE)、美國柔性砷化镓薄膜太陽能電池製造商 Alta Devices 公司的收購。

通過一系列的並購整合之後,目前,漢能擁有全世界最先進的銅銦镓硒、砷化镓等 8900多項專利申請,具備了柔性薄膜太陽能生產線核心裝備的自主設計以及製造能力。漢能子公司 Solibro 製造的玻璃基大面積銅銦镓硒(CIGS)薄膜組件轉換率達到18.72%;子公司MiaSole 依靠濺射法制造的柔性銅銦镓硒薄膜組件,轉換率達到 19.4%,均為目前全球最高水準。

“一片瓦、一棵樹

太陽能技術在你身邊落地

這麽牛的太陽能技術,其實在廣東已有落地應用。不久前,廣東省河源市華僑城大廈漢能發電漢牆項目建成。它是目前採用漢能漢牆單體面積最大的建築,總建築面積約 16 萬平方米,建築高度約 85 米,共 18 層高,發電牆總面積達到 2823.67 平方米。項目共安裝了2506 塊漢牆產品,裝機容量 310 千瓦,年發電量可達約 21 萬度,其減排效果相當於為城市種了一萬多棵樹!

從全球範圍,太陽能發電技術與建築、汽車、無人機,以及民用產品的結合越來越生機勃勃,行業的跨界整合、產品的跨界生產已成為太陽能產業發展的新趨勢。而漢能正通過發電瓦“漢瓦”、發電牆“漢牆”、太陽能背包、新能源汽車、物聯網等載體,使薄膜太陽能開始走進千家萬戶,讓萬物發電!

擁有長達十餘年從研發到量產經驗的漢能 MiaSole,依靠濺射法制造的柔性銅銦镓硒薄膜組件,轉化轉換率達到 19.4%,為全球最高水準。

漢能 MiaSole 具備全球唯一的“CIGS一站式全自動卷繞式磁控濺射鍍膜系統”產線交付能力,該產線擁有不破真空連續完成所有CIGS 電池薄膜沉積的工藝,其獨有技術更突破了 CIGS 量產良品率與成本的瓶頸,單次可連續投入 8 千米長、1 米寬不鏽鋼襯底,單台單次生產產能超過 1.2MW,其工藝節拍小於60 分鐘,研發與生產周期也為業界最短。同時,漢能 MiaSole 產線技術生產過程能耗低,且無廢水廢氣排放,是真正的清潔環保技術。

基於這一領先技術,漢能將完全擁有自主知識產權的 MiaSole 銅銦镓硒(CIGS)薄膜太陽能芯片通過內外雙層的夾膠封裝工藝,精密封裝在高透光度玻璃內層中,研發的新一代屋面瓦,它兼具高效發電性能和高等級安全性能,又能滿足建築的整體性和審美設計需求,具有廣闊的市場前景,它的大規模推廣應用還將對綠色環保事業做出積極貢獻。

漢瓦作為一款建材,其安全性能較比傳統屋面瓦全面提升,具有更優異的隔熱、保溫、防火、防滲水、抗冰雹等性能。尤其是在防水性能方面,漢瓦因其玻璃材質、U 型擋水條、F 型卡槽等三重特殊防水結構設計,極大地提高了屋頂的防水性能。漢瓦在結構上還有非常完善的防風、防雷擊等安全設計,並可以在零下 40 到零上 85 攝氏度的環境下正常發電,產品品質及安全性都滿足相關行業要求。

12 月 11 日,漢能 HanTile-CS(單玻三曲漢瓦)正式獲得 TüV 萊茵認證證書,這是繼 2月雙玻三曲漢瓦獲得 SGS-TUV(SGS and TUV Saar land)認證後,又一漢瓦系列的產品獲此殊榮。TUV 萊茵認證,全面印證了漢瓦產品的優異性能,為其拓展更廣闊的國際市場打下了堅實的基礎。此前,漢能已與日本 FGS 國際集團在北京簽署鋼彈 9 億人民幣的漢瓦預售合約,據測算,這批漢瓦投入使用後,能夠滿足近 3 萬個家庭的正常用電。在歐洲,今年 6 月底,歐洲首批漢瓦 36kW 試點項目在瑞典斯德哥爾摩的 5 棟高端新建別墅也已完成安裝。

與此同時,漢能還擁有全球領先的 Solibro 玻璃基銅銦镓硒薄膜技術,基於連續十年的生產運營經驗基礎,漢能 Solibro 具有設備—工藝—產業化交鑰匙工程的集成能力和交付經驗,以及低產線建設和生產成本的集成控制能力。據了解,其核心共蒸發技術採用獨有的 CIGS 點源共蒸發技術,具有低成本、高知識產權控制、工藝更新靈活等獨特優勢。目前, Solibro 可按客戶需求從設計薄膜電池裝備交鑰匙工程開始,直至產線啟動運行,提供全面支持,包括自主設計的 CIGS 共蒸發系統等全線設備,保證最高品質的 CIGS 核心工藝以及最高的組件轉化效率。

基於這一技術開發的,革命性太陽能建築一體化產品——漢牆,芯片轉換率 21%,領先行業至少 3 到 5 年。同時,漢牆將薄膜太陽能芯片與玻璃幕牆合二為一,兼具高效發電性能和高等級安全性能,已獲得及申請了中國 3C 認證和全球 6 個國家、地區的權威機構認證。

漢牆燃燒性能等級達到 A 級;防水等級 IP67,即使在暴雨衝刷或低壓水柱衝擊下,仍然能夠保證不滲水並安全工作;抗壓能力 6000Pa/㎡,相當於 12 級台風強度,並在-40℃至85℃都能保持正常工作狀態。在發電與安全性能上,擁有 700 多項專利的漢牆提供 10 年質保,承諾 25 年功率輸出不低於初裝功率 85%。一經推出,漢能漢牆就受到了國際市場的青睞,11 月 29 日,漢能與澳大利亞綠色建築公司 ETS 簽署高層商業樓宇漢牆銷售協定。協定為期三年,涉及物業面積 9 萬平方米,金額超過一億人民幣。

不僅是單一產品,漢牆提供集建築結構設計、電氣設計、建築熱工分析,到系統集成、施工及運維為一體的解決方案,為客戶提供一站式服務。

漢牆創造的經濟效益不容小覷:以安裝 1000 平米漢牆為例,日發電量可達到 326 度,一年的發電量可達 11.89 萬度!假設全國 30 億平方米的幕牆全部採用發電牆系統,一年的發電量就可達到 2448 億度,相當於 2.5 座三峽電站!

小小的薄膜蘊含著大大的能量,它像人造葉綠素一樣將陽光留在了建築裡,釋放到城市中。而為了進一步刺激綠色建築的推廣,早在今年 4 月, 6 部門聯合發布《智能光伏產業發展行動計劃(2018~2020 年)》,計劃分為5個方面、17 項工作,從建築、新能源汽車,到消費類電子、衛星等創新領域,漢能薄膜太陽能技術已讓人類看到未來能源的無限可能!

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