利用熱量獲取清潔能源 「熱光伏」技術的未來

編譯／高晟鈞

最近一篇來自《能源光子學雜誌》的研究探討了熱光伏、太陽能技術與儲能系統整合的可行性，提供安靜、低維護成本的永續能源方案。

熱光伏系統是什麼?

以我們最常見的矽晶太陽能板為例，由於矽本身為能隙較窄，因此無法被吸收的紅外線將轉化為廢熱，進而太陽能板的光電轉換效率。相較之下，熱光伏電池（Thermophotovoltaic，簡稱TPV）是由能隙落在紅外線範圍的材料製成，能有效吸收各式熱源產生的輻射，並轉化為電能。TPV系統由於靜音發電、無需移動部件因此維護成本低，更適合長期儲能應用且具有極高的經濟價值潛力。

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在可再生能源系統中，TPV系統能將多餘電能以高溫能量的形式儲存，並在需要的時候進行轉換，提高了電力系統的靈活性與穩定性，很好地避免了太陽光與風能等再生能源具有間歇性的缺點。

模擬實際運行的經濟效益

研究團隊針對TPV系統實際運行的經濟效益進行了分析。結果顯示，儘管TPV每度電的成本與售價有所下降，但整體而言，目前仍稍微略高於平均電價。

研究發現，影響TPV實際帶來的經濟效益有機個關鍵因素，包括：系統壽命、通膨率、資本成本與天然氣價格等等。去年，一家新興的太陽能新創公司成功展現了40%以上的TPV熱電轉換效率。因此，單就科學層面來說，光學與熱損失已並非影響TPV經濟效益的最大因素。

未來，研究重點將放在改善以上幾個關鍵因素，改善TPV的技術應用，打造更有效率、永續的能源系統。

資料來源:ScitechDaily

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