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【关注】非一般的“四川造” 装上这块“玻璃” 外墙秒变发电站

2024-07-26 00:16:38 太阳能离网供电

  今天给大家介绍的“四川造”很实用,它不是上天入地的超级工程,但却是能改变我们生活的“黑科技”。

  它就是碲化镉“发电玻璃”,看上去是普普通通的玻璃,却因为一块薄膜的加持变得与众不同。

  有了它,让我们的生活多了一些想象的空间:未来小区的住宅楼里,向阳一侧的墙面上已经看不见“掏出”的小窗,阳光透过发电玻璃拼接而成的幕墙,让卧室显得敞亮、温暖,室内并未因持续照射而干燥炎热。顶灯、冰箱、空调等家用电器通过玻璃的光能转换照常工作。炎炎夏日,屋主也不需要过多的担心用电量过高而断电。

  “发电玻璃”又叫碲化镉薄膜太阳能电池,这些玻璃在较弱的光强下也可以发电,不再受晴天、阴天的限制,每年可以发电260度,被称作“挂在墙上的油田”。

  2018年4月,由成都中建材光电材料有限公司研制的这种“发电玻璃”正式量产,成为目前世界上能够量产的最大尺寸碲化镉太阳能“发电玻璃”。

  在“发电玻璃”诞生以前,太阳能光伏发电主要是依靠晶硅材料。不过,受天气影响,传统光伏发电不稳定,一直影响着用户体验。

  “发电玻璃就不一样。” 2月26日,成都飘着毛毛细雨,安装在成都中建材光电材料有限公司外墙的“发电玻璃”工作良好,办公楼内的照明和基本用电都由“发电玻璃”提供。

  成都中建材光电材料有限公司总经理潘锦功说,从外面看,“发电玻璃”与普通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,这在某种程度上预示着生产线白班一半的用电量能实现自给自足。

  让玻璃发电的奥秘于一种特殊的材料——碲化镉。成都中建材公司生产的“发电玻璃”,原理是将两块普通玻璃中间镀上一层4微米厚的碲化镉材料,相当于头发丝的四百分之一,有了这层薄膜,就可以使玻璃从绝缘体变成导体,光线被玻璃吸收转换成电能,再导入逆变器后就能直接用于发电。

  原理很简单,但技术难度很大。美国的竞争对手采用喷涂的办法,最大只能做出0.6米长,1.2米宽的玻璃。为提升生产效率,适应中国玻璃幕墙市场需要,成都中建材公司研发出气化镀膜这一核心工艺,玻璃进入真空腔体后,处于高温环境的高速运动状态,4微米厚的碲化镉晶体连续在玻璃上“生长”。

  基于此,公司成功超越美国竞争对手,做出了面积超过同种类型的产品三倍的大玻璃,达到了“世界最大”,光电转化率达到17.8%,生产效率提高50%。

  这样一块约2平米的发电玻璃,每年可发电260-270度,2至3块玻璃产生的电量,够普普通通的家庭使用一年。

  在公司的生产车间,只有两名员工操控电脑,剩下的工作全部由机器完成。机器人抓取普通白玻璃送进生产线米长的距离,在这里完成气化镀膜等一系列工艺,就变成了一块“发电玻璃”。

  这条生产线同样由公司自主研发,每隔55秒,就有一块“发电玻璃”下线,已获得国家发改委“增强制造业核心竞争力重大工程”专项支持。

  “发电玻璃”的关键在碲化镉。最初,潘锦功的想法是在高纯度的碲矿中提炼碲元素,这也是他把公司选在四川的原因——在雅安石棉,有世界唯一独立成矿的铋稀有资源。碲是稀散金属,在地壳中平均含量较低,以稀少分散状态伴生在其他矿物之中,开采难度很大,成本也高。

  采矿这条路最终没有走通,潘锦功却打开了新思路。他想,既然有碲“稀”“散”的特性,在很多矿产的废料废渣中也广泛分布,何不把它们利用起来。

  公司将攻关重点放到废渣废料的提纯上,经过几年技术攻关,实现了从铜矿、铅锌矿等的废渣中提取有价元素,打破了资源限制,相比开矿,每吨的成本从98万降到了40万。据测算,“发电玻璃”的设计寿命30年,通过发电,前6年可收回成本,后面的24年不仅免费用电,随着光伏发电并网的推进还能盈利。

  从实验室走向生产线年。这中间,不仅有技术攻关,更有商海“闯关”。 潘锦功曾遭遇资金链断裂,“最难的时候,连工资都快发不出来了。”

  最终,潘锦功带领团队挥舞“创新之剑”,冲出“死亡谷”,将“发电玻璃”成功推向市场。2018年4月,“发电玻璃”实现量产,当年出售的收益就超过2亿元,利润突破3000万元,目前产品已遍布全国,并开始走向世界。

  成都中建材光电总经理助理蒋猛透露,公司现在存在“发电玻璃”生产线兆瓦的产能,“计划在全国建造5000兆瓦的产能,也就是50条生产线条”。

  潘锦功:我们现在订单已经供不应求了,国外也有很多地方给我们抛来橄榄枝。从市场来看,光是改造原有建筑外立面的需求已经很大很大了,没有拓展的必要性。

  潘锦功:不是,我们仍旧是在积极开发新产品。从投产以来,我们一方面对主打产品升级提质,另外也在开发系列产品线。现在已经推出了彩色“发电玻璃”、双层中空“发电玻璃”、路面“发电玻璃”等。产品线丰富起来,未来就可以做节能建筑整体解决方案。比如,我们正在给凉山一个贫困村做电商综合服务中心,通过发电玻璃解决他们的生产、照明、取暖等问题。

  记者:有观点认为,“发电玻璃”的诞生将会引领一场新的能源革命。您怎么看?

  潘锦功:如果将我国现有建筑400亿平方米中10%的面积,改用碲化镉薄膜光伏组件作为建筑墙体,每年的发电量相当于3个三峡电站。

  此外,碲化镉”发电玻璃”能代替砖头和水泥作为绿色节能的建筑材料,降低水泥建材的用量。我的梦想就是在墙上建一个“三峡电站”,不仅能为国家新型城镇化建设提供长期稳定、可靠的能源供给,也能推动建材行业和玻璃行业转变发展方式与经济转型。

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