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成都造“发电玻璃” 能把建筑物变发电站

时间:2018-01-18  来源:成都商报  作者:

 

 
生产基地的外墙都装上了发电玻璃
 
 
停车棚顶部装上了发电玻璃以供汽车充电

  “发电玻璃”是如何发电的?

  薄膜弱光发电玻璃是在普通玻璃上镀上碲化镉光电材料,让普通玻璃从绝缘体变成可导电的导体,进而变成可发电的建筑材料,每块发电玻璃的发电层经过激光的刻蚀,形成214个串联的小电池,也就是黑色玻璃上肉眼可见的白色线条。两块玻璃合一,通过背面的接线盒收集电,便能发电,导入逆变器后就能直接使用了。

  传送带匀速运转,“机器人”自动操作,55秒,就能下线一块长1.6米、宽1.2米的碲化镉发电玻璃。

  这是成都中建材光电材料有限公司生产线现场,也是中国第一条100兆瓦碲化镉发电玻璃生产线,按照德国工业标准4.0打造,90%以上设备从德国等欧美国家采购,实现实验室转换效率17.8%,小组件转换效率14.5%,达到国内领先水平。

  此项技术的突破,标志着中国建材掌握了全球领先的大面积碲化镉发电玻璃自主核心技术,同时也打破了国外巨头的垄断。很快,成都中建材将走“中国高铁”模式,引进、消化、改造、提高(国产化),走出国门。

  有光就能发电 弱光性能好,适宜四川地区

  在成都中建材光电材料有限公司的展示厅内,一块电视机屏幕大小的黑玻璃盖着幕布,随着幕布徐徐揭开,玻璃上的灯泡一盏接一盏地亮起来。这就是世界最大单体面积的碲化镉发电玻璃。比起国外面积较小的发电玻璃,“成都造”在生产成本和安装成本上都有大幅的压缩。

  发电玻璃究竟是如何制作的?为什么会诞生在四川?在一排“变色”玻璃前,成都中建材光电材料有限公司党委书记殷新建告诉记者,玻璃由无色变成黄色再变成黑色的过程就是安装上电池发电的过程,而电池的形成,是因为镀上了发电层。“薄膜弱光发电玻璃产品是在普通玻璃上镀上碲化镉光电材料,让普通玻璃从绝缘体变成可导电的导体,进而变成可发电的建筑材料,实现了玻璃与材料的有机结合。”殷新建解释说,每块发电玻璃的发电层经过激光的刻蚀,形成214个串联的小电池,也就是黑色玻璃上肉眼可见的白色线条。两块玻璃合一,通过背面的接线盒收集电,便能发电,导入逆变器后就能直接使用了。

  “发电材料的来源是辉碲铋矿,我们四川拥有世界上唯一独立成矿的辉碲铋矿。”殷新建表示,在同样的光照作用下,发电玻璃对光的吸收作用比普通发电材料要高出10%左右,即便在弱光条件下也可通过光电转化产生电能,尤其适合四川的光照条件。“矿产资源丰富和光照资源薄弱,是我们在逆境下寻求突破的两大因素。”

  让百分之一发丝粗细的碲化镉晶体,连续在玻璃上“生长”

  成都中建材光电材料有限公司相关负责人介绍,“成都造”发电玻璃已经走在世界前列,一块单片长1.6米、宽1.2米的发电玻璃,它的光电转化效率高达17.8%,每年可以发电260~270度。即便是光线很弱的情况下,也能通过光电转化产生电能。一块1.92平方米的玻璃,一年可发电260~270度,理论计算,三四千块玻璃产生的电量,相当于普通油田一口井一年产油可转化成的发电量。

  据介绍,此前,国际上最大的单片碲化镉薄膜发电玻璃是0.72平方米,一直未能获得突破。要把4微米厚、相当于百分之一头发丝粗细的碲化镉薄膜均匀地、不间断地镀在玻璃上,难度非常大。

  成都中建材光电材料有限公司新厂房面积3万平方米,生产线总长560米,日常生产仅需要50余位工人,自动化率非常高,“操作系统采用中英文双语,将来我们还可以做设备出口。”工厂生产线上使用的核心工艺是气化镀膜:玻璃进入真空腔体后,处于高温环境的高速运动状态,让4微米厚的碲化镉晶体连续在玻璃上“生长”。它还是一种绿色可回收可发电的多功能建筑材料,可替代砖头、幕墙等建材,为大规模光伏建筑一体化的实施奠定了坚实基础。

  据测算,厂房3面装上发电玻璃

  一年可发电200多万度

  随着产品不断下线,公司正用发电玻璃“武装”厂房。记者在现场看到,公司的不少厂房已经装上了黑玻璃,从外面看,与普通的玻璃幕墙只有颜色的区别,但背后电线牵出的盒子,却能为厂房供电。据测算,一旦厂房3面装上发电玻璃,一年可发电200多万度,这意味着生产线白班一半的用电量能实现自给自足。就连电瓶车、电动汽车充电桩电源都可以来自“发电玻璃”,厂区内采用“发电玻璃”的新能源汽车充电桩等应用随处可见。

  比起普通的发电材料,“发电玻璃”的耐久性更胜一筹,设计寿命达30年,通过发电,前6年可收回成本,这为光伏发电并网的推进甚至为精准扶贫打开了想象空间。

  “我国现有建筑400亿平方米,如果用‘发电玻璃’改造10%,就相当于建设3个三峡电站,且解决了传统玻璃幕墙的光污染问题。”该负责人认为,随着订单“井喷”,他们正无限接近梦想。

  怀抱着打造中国“第一太阳能”的梦想,“中建材碲化镉薄膜太阳能电池团队”致力于碲化镉薄膜太阳能发电玻璃的研发和产业化。团队坚持产学研结合集成创新,是业内唯一整合玻璃、碲化镉材料、镀膜工艺和设备全产业链的中国企业。 成都商报记者 叶燕 钟茜妮 摄影记者 陶轲