涉及能量生產(chǎn)和轉(zhuǎn)移的電子應(yīng)用在今天具有重要意義。尋求越來越可持續(xù)的解決方案，以及通過減少溫室效應(yīng)來控制二氧化碳排放的需要，都支持使用可再生能源。與基于化石燃料的傳統(tǒng)能源相比，利用太陽能、風(fēng)、波浪運動和生物質(zhì)等替代能源生產(chǎn)能源的能力可以顯著減少環(huán)境影響和污染排放。例如，太陽能可以幫助發(fā)展中國家或小型山區(qū)和農(nóng)村社區(qū)配備高效、經(jīng)濟且對環(huán)境影響幾乎為零的工廠來發(fā)電。近年來，光伏(PV)面板經(jīng)歷了快速而顯著的發(fā)展，為用戶提供越來越高效和可靠的解決方案，這些解決方案需要減少維護，即使在太陽輻射較低的條件下也能夠產(chǎn)生能量。與此同時，安裝的簡單性得到了提高，這得益于能夠適應(yīng)各種類型表面的柔性面板的引入。光伏系統(tǒng)通常與用于存儲產(chǎn)生的電力的特殊單元相結(jié)合，由或多或少根據(jù)可用預(yù)算演變而來的蓄電池制成。這些電池在白天積累能量，然后在夜間用于照明和為不同的負(fù)載供電。不僅如此，它們還可以檢測到停電，在發(fā)生電源故障時自動成為主要能源。與發(fā)電機不同，蓄電池可以在不使用燃料的情況下以靜音方式提供能量。

與能源生產(chǎn)同等重要的是能量的傳輸，尤其是如果這可以通過無線方式進行，而不需要使用笨重且通常令人討厭的電纜。近來，基于電磁感應(yīng)原理的無線電力傳輸技術(shù)由于兩個已成為優(yōu)先事項的應(yīng)用而重新受到關(guān)注。第一個與消費電子領(lǐng)域有關(guān)，涉及電池供電的移動設(shè)備(通常是智能手機)的充電，只需將它們放在能夠通過傳導(dǎo)傳輸電力的合適電源上即可充電。第二個主要應(yīng)用涉及電動和插電式混合動力汽車的電池充電，通過可以放置在汽車下方地板上甚至集成到路面上的設(shè)備進行充電。

在本文中，將介紹兩個極具創(chuàng)新性的應(yīng)用，涉及利用太陽能作為電力來源以及在各種環(huán)境中傳輸無線能量。

柔性太陽能光伏

位于桑德蘭(英國)的 Power Roll 開發(fā)了一種創(chuàng)新的太陽能薄膜模型，能夠產(chǎn)生和儲存能量。太陽能薄膜重量輕且靈活，可以適應(yīng)任何類型的表面，發(fā)電成本比傳統(tǒng)光伏電池板低 20 倍。新技術(shù)基于帶有數(shù)千個微槽圖案的柔性薄膜。每個微槽只有幾微米厚，比人的頭發(fā)還小。

該解決方案提供的優(yōu)勢是：

低成本：成品 0.03 美元/W

重量輕：0.3 kg/m 2

易于安裝并減少維護時間

可持續(xù)性，由于使用完全可回收的材料和不含稀土

適應(yīng)性：相同的技術(shù)可用于建筑物屋頂或為小型物聯(lián)網(wǎng)傳感器供電

高功率密度：500 W/kg

如圖 1 所示，柔性薄膜能夠使用一系列電介質(zhì)和存儲材料實現(xiàn)卷對卷制造電容器。這種用于儲存能量的電容器技術(shù)提供：

超低成本制造

卓越的能量密度

具有電壓和電容靈活性的多種形狀和尺寸

與濕式電解電容器相比，使用壽命更長

圖 1 概述了柔性太陽能薄膜制造過程的各個階段。

圖 1：柔性太陽能光伏的制造步驟

“與柔性太陽能技術(shù)相比，我們的技術(shù)具有多項優(yōu)勢，”Power Roll 董事總經(jīng)理 Neil Spann 說?！八浅Ｈ菀咨a(chǎn)。制造過程中的步驟更少。如果你看一下柔性光伏，我們可以說它要貴得多。所以在現(xiàn)實中，我們技術(shù)的主要優(yōu)勢是成本效益。在效率方面，我們的效率是好的。但我們的目標(biāo)不是制造世界上性能最高的太陽能電池板。有一些技術(shù)可以推動設(shè)備向上發(fā)展。我們正在尋找一種折衷方案，一種良好的性能水平。所以我們目前的電池性能是 11%，這在某種程度上可以與有機光伏等其他柔性太陽能電池板相媲美。但我們計劃將其提高到 20%。由于可以定制，因此應(yīng)用范圍很廣?！?/p>

審核編輯：湯梓紅