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SolarPaint──太陽能的平面革命

2016/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 588

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整理撰文/曾君儒  圖片提供/SolarWindowTW

比爾蓋茲(Bill Gates)在去(2015)年12月COP21召開期間的演說,提到未來將有3種雖然無法保證能在10年內成功商業化、但卻非常具有投資價值的能源技術,分別是太陽化學(Solar Chemical)、液流電池(Flow Batteries)及太陽能塗料(Solar Paint)。其中,太陽能塗料能幫助更多的介面如牆壁、汽車、窗戶等安裝太陽能板,並加速太陽能電力的轉換效率。

太陽能塗料

取之不盡的太陽能,是目前潔淨能源研發的重點之一,雖然近幾年太陽能板的建置與相關成本正快速下降,但其安裝及維運的費用對一般人來說還是相對昂貴,更遑論是弱勢、低所得的國家。比爾蓋茲期許能帶給全球大部分國家可靠、穩定價格的能源,並給予發展中國家一定程度的幫助與資源,讓他們既能發展經濟,也能避開過去已開發國家所必經的污染歷程。

太陽能塗料的基礎構想,是期望幫助太陽能板或電池更便宜、更容易安裝,讓各種可能的介面都能化身為太陽能板,同時提升太陽能的轉換效率;以後不一定要特地安裝太陽能板,未來如牆壁、汽車、窗戶、手機等平面,都可以透過太陽能塗料的協助捕捉陽光來發電。

太陽能塗料可大致分為反射、吸收2種,反射太陽能塗料大多用於建築隔熱,吸收太陽能塗料則常見於建築物的保溫、太陽能的收集和應用。太陽能塗料並不是一項新技術或是新科技,早在幾年前就陸續有科學家開始研究並發表相關的論文,只是當減碳的議題承載了越來越多的關注,太陽能塗料的能見度也就越來越高。以現階段的技術來說,光敏染料(light-sensitivedyes)發電技術中,又以鈣鈦礦(perovskites)的轉換效率最佳,可以將20%的太陽能轉換成電能,但含鉛的鈣鈦礦無法在部分國家(如美國)運用在住宅及公共建築物中,科學家們正在積極找尋其他無毒、具有高轉換效能、穩定度高的太陽能塗料。

新技術,研發中

根據Inhabitat網站報導,2015年美國馬里蘭州舉辦了一個創業網路研討會,有業者推出了太陽能窗(Solar Window)的產品,號稱這個發電窗比傳統的太陽能發電板多出50倍以上的電力,不同於傳統不透明的太陽能技術,這種太陽能窗可以是任何玻璃窗或是塑料表面的塗料,在較低的光源或是陰影下仍舊可以產生電力。業者指出,這項產品將很快就可以商品化並上市,因其僅需低成本就可以生產更多電力,預估在1年內就可以回收投資報酬,相較於傳統太陽能系統5至11年的投資回收期,這真是令人難以想像與相信的消息。

 

現在有些建築也已經開始與太陽能發電結合,例如被許多玻璃包覆著的摩天大樓,就是利用透明的太陽能板將陽光轉為電能儲存利用。而Solar Window的太陽能塗料技術,是利用由碳、氫、氮和氧組成的有機活性塗層,透過光的吸收而產生電力,轉光能為電能,在透明的導體上都可以提取電力;這種塗料能在環境壓力(ambient pressures)下應用,在低溫下也可以乾燥、產生透明的薄膜。

 

除了在建築的屋頂施作外,在建築的所有側面也都可以使用Solar Window,以產生比傳統太陽能板高出50倍的發電功率,而為了保護太陽能發電板,Solar Window的太陽能塗料將應用在絕緣玻璃窗的內部,而非外部;Solar Window會將光子轉換成電能外,還可以提供鳥類看得見的指引導線,防止鳥類飛行時撞上玻璃;據估計,這項技術的保固可達25年,差不多等同傳統太陽能電池板的壽命長度。安裝一個Solar Window的太陽能發電板,差不多等於省下汽車220萬英里里程的碳排放量,比傳統太陽能板的效能還要多出12倍。

 

能源革命進行中

2015年12月,比爾蓋茲提出了推動潔淨能源科技的新計畫「任務創新―加速潔淨能源革命(Mission Innovation―Accelerating the Clean Energy Revolution)」,獲得近20個國家領袖與投資者(突破能源聯盟,Break through Energy Coalition)的支持,相信在未來的10至15年內,潔淨能源的技術與研究將取得更多的突破,對挽救全球暖化與溫室效應產生一定的降溫作用,更多的人都可以更容易的取得潔淨能源,接下來,就讓我們拭目以待吧!


關鍵字:比爾蓋茲,太陽能塗料,太陽能技術

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