集成系統(tǒng)可在所有條件下以低損耗同時(shí)收集和存儲太陽能熱能，24/7 全天候供電。

休斯頓大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種設(shè)備，可以有效地捕獲太陽能并將其存儲起來，供物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序使用。與使用光伏技術(shù)直接發(fā)電的太陽能電池板和太陽能電池不同，這種混合裝置利用分子能的物理特性和潛熱的積累，使能量的收集和儲存成為一個(gè) 24/7 的過程，解決了一個(gè)主要缺點(diǎn)目前的太陽能產(chǎn)品。

研究人員使用降冰片二烯四環(huán)烷 (NBD-QC) 作為分子存儲材料 (MSM)，將其與局部相變材料 (L-PCM) 分離，合成了該裝置。二氧化硅氣凝膠，以保持工作溫度的必要差異。

儲存太陽能的常用方法是在小型和大型裝置中使用電池和光伏系統(tǒng)。需要儲存的不僅僅是電力：能源轉(zhuǎn)換的一個(gè)同樣有用的方面是捕獲和儲存太陽能熱能的能力。然而，這個(gè)目標(biāo)并不容易實(shí)現(xiàn)，特別是如果您需要一個(gè)可以長時(shí)間保溫的系統(tǒng)。

近年來，這一挑戰(zhàn)激發(fā)了新的研究方向，致力于按需創(chuàng)建太陽能存儲。這些系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)仍然是效率。因此，休斯頓研究人員的發(fā)展可能會推動熱電池領(lǐng)域的決定性變化。

高效收集和儲存太陽熱能對于利用到達(dá)地球表面的豐富太陽輻射至關(guān)重要。當(dāng)今的系統(tǒng)使用具有高光學(xué)濃度的昂貴材料，這會導(dǎo)致高熱損失。

新設(shè)備基于混合模式，使用白天熱定位在小范圍內(nèi)提供 73% 的收集效率，在大范圍內(nèi)提供約 90% 的收集效率。尤其是在夜間，混合動力系統(tǒng)存儲的能量以 80% 的效率被回收，并且溫度比白天更高，這使它有別于其他最先進(jìn)的系統(tǒng)。研究人員在 12 月號的焦耳雜志上。

經(jīng)典的硅光伏系統(tǒng)被認(rèn)為是一種成熟的技術(shù)，正在接近其理論性能極限，盡管仍在進(jìn)行漸進(jìn)式改進(jìn)。目前，人們對雙面面板很感興趣，它不僅從太陽中獲取能量，還間接從反照率中獲取能量——由巖石、瀝青或其他表面反射的光。

然而，太陽能和風(fēng)能等可再生能源的一個(gè)揮之不去的缺點(diǎn)是它們的間歇性，這需要使用電池來安全、經(jīng)濟(jì)地儲存所產(chǎn)生的電力，以便在需要時(shí)使用。休斯頓大學(xué)的研究人員表示，他們的方法可以在所有季節(jié)和所有天氣條件下 24/7 全天候使用太陽能，從而消除大規(guī)模采用太陽能的障礙（圖 1 和圖 2）。

圖 1：休斯頓大學(xué)研究人員混合系統(tǒng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)（圖片：“ Full Spectrum Solar Thermal Energy Harvesting and Storage by a Molecular and Phase-Change Hybrid Material”，Joul e，第 3 卷，第 12 期）

圖 2：新系統(tǒng)示意圖（圖片：“分子和相變混合材料的全光譜太陽能熱能收集和儲存”，Joul e，第 3 卷，第 12 期）

“高效收獲的部分原因是該設(shè)備能夠捕獲全光譜的陽光，將其收獲以供立即使用并將多余的能量轉(zhuǎn)化為分子能量儲存，” Bill D. Cook Associate 的 Hadi Ghasemi說大學(xué)機(jī)械工程教授，論文通訊作者。

集成系統(tǒng)還減少了熱損失，因?yàn)椴恍枰ㄟ^長管道傳輸存儲的能量。

鑒于為實(shí)現(xiàn)能源安全和應(yīng)對氣候變化而出現(xiàn)的其他發(fā)展，以低成本和高效率存儲太陽能的技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵焦點(diǎn)。

例如，人工智能可以調(diào)節(jié)和優(yōu)化智能電網(wǎng)應(yīng)用中的流量，以補(bǔ)償太陽能和風(fēng)力發(fā)電的間歇性，并最大限度地減少補(bǔ)償熱電廠電網(wǎng)失衡的需要。

　　審核編輯：湯梓紅