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近日,应用材料公司宣布推出其全新的Applied Baccini?Pegaso?太阳能光伏(PV)电池制造平台,帮助其客户将新型高效的太阳能电池实现量产。9月19日,应用材料公司副总裁兼中国首席技术官邹钢博士就新技术的推出接受了媒体采访,分享了他对于应用材料公司推出新技术的前景展望。
应用材料公司是太阳能光伏电池丝网印刷系统的市场领导者。当今市场上约有四分之三的多晶硅太阳能电池是采用应用材料公司的Baccini系统生产的。目前,突破性的Pegaso制造平台能够在太阳能电池的双面印制电路,这一工艺包括多道丝网印刷金属化工序、测量和分拣步骤。
邹钢博士说,新技术与以往平台的显着不同在于双重的丝网印刷,也就是两条丝网印刷同时工作,这样一来,单位时间内转速会提高很多。而且如果其中的一个丝网印刷头在维修或者出现故障时,不会影响到另一条丝网印刷的工作。Pegaso系统进一步推动了先进的太阳能电池制造技术工艺,能够以低于市场上所有类似系统的每瓦成本,提高太阳能电池的成品率和产量,其年产能可以超过2,000万片太阳能电池。
邹钢博士表示,精准度更准、转换效率更高、产能的提升这些后都会转换为成本上的优势,这对于降低成本是毋庸置疑的。尤其是在精准度对准了以后,转换效率分配非常集中,转换效率可达到16.5%或15%,分布非常广,这样一来生产率就大大提高了,单位时间的产出提高了,成本也就降低了。据邹钢博士介绍,新技术的研发到一定阶段,这期间都会寻找少量客户适用以进行检测。目前,该技术已经推向市场,许多客户均已放心使用,且正式投入生产。
总部设在台湾新竹科学工业园区的昱晶能源科技就表示,应用材料公司的Baccini Pegaso技术给他们留下了深刻的印象。通过昱晶能源科技公司和应用材料公司工程团队的精诚合作,这套系统可制造工厂电池生产线中效率较高、破损率较低的电池,并且具有高量产能力及高成品率。
光伏行业降低每瓦成本的下一次浪潮,关键在于光伏电池技术和制造环节的重大革新,将同时推进光伏电池效能和产量的提升。邹钢博士说,目前世界上太阳能的产能实际上已达到四五十个GW了,所以现在要比要拼的更应该是转换效率的提高和成本的下降,应用材料的Baccini Pegaso技术在提高转换效率和降低成本方面都有很大优势,客户应该会把这个作为一个契机,在战略上会做出相应调整。以目前来看,虽然就具体Pegaso系统的销售量而言,还是一个动态的数据,但新技术的市场推广并未遇到障碍,这对市场而言是个正面的信息。
作为早到中国发展的应用材料行业的企业,邹钢说,在中国发展的27年里,应用材料一步一个脚印,两年内就创下了新纪录。从早期的售后服务、销售到不久的将来在中国设立研发中心,应用材料会始终与中国的客户进行互动,做到更加全面、更大规模。
应用材料公司是太阳能光伏电池丝网印刷系统的市场领导者,在纳米薄膜的技术上拥有毋庸置疑的竞争力。邹钢表示,接下来应用材料会更加具体地推进技术路线图,在提高转换技术、降低成本方面,会按照其对客户和对外界公布的技术路线图一步一步往前推,将丝网印刷技术提高到更高的层次,同时继续保持晶片技术上的优势。
短路或内部出现的各种损毁可能会导致新一代锂电池出现过热的现象,这个在电子产品中普遍存在的问题可能会给电动车带来灾难性的后果。
看起来,2009年的夏天算得上是绿色汽车的一个里程碑。
7月份,位于日本东京的三菱汽车传出消息,其4.8万美元的电动微型小车i-MiEV要在这个月正式上市销售,并与市场上已有的富士重工、日产及比亚迪的电动车产品展开竞争。
然而,即使汽车制造商们竞相展示自己在该领域有多前卫并拿出一款款姿态可人的电动小车,但一些技术专家仍然对之表示各种各样的担心。
此前,他们更多关注电池寿命及续航里程,近,技术专家们又提出,短路或内部出现的各种损毁可能会导致新一代锂电池出现过热的现象。
在手机、笔记本电脑和其他电子产品所使用的电池中,每500至1000万粒电池会有1例出现类似的情形——这意味着火灾发生的可能性。
笔记本电脑电池组通常由6粒电池组成,电动汽车电池组中的容量则更多——大概至少需要75或80粒电池,这背后的潜台词就是——那些飞驰在高速公路上的电动车,每60000辆中也许至少会有一辆出问题。
“尽管这是小概率事件,但一旦发生,后果将是灾难性的。”美国著名绝热加速量热仪器制造商Tiax公司电池专家布赖恩·巴内特(Brian Barnett)提醒说。
问题是,这种由电池引起的火灾有多严重呢,会比传统燃料的汽车着火危险更大吗?
“一个很大的风险是,如果一粒电池出现毛病会将这种问题‘传染’给电池组的其他电池,”美国AAB(Advanced Automotive Batteries)公司总裁梅纳海姆·安德曼(Menahem Anderman)对之表示担忧,由于目前电池技术仍然处于初级阶段,因此这些很难量化的危险并非微不足道。
三菱汽车总裁西冈桥(Osamu Masuko)认为,这些措施大大降低了电池所隐含的风险。他在近两年里,一直使用一辆红白相间的i-MiEV,由一位专职司机为他驾驶,似乎没有发生过什么大问题。
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为确保安全,日本汽车制造商积极地对电池进行各项测试。比如,日产和三菱的技术工程师,在极端冷热的环境下,不断给电池充放电,并模拟各种电池损毁的情形。
但是,技术专家们认为,这些措施并不能完全保证消灭掉了潜藏的危险。
“除非你把电池装到车里并有人开上几年”,日本东京市场调研机构富士经济集团的电池分析师Seiji Ezaki说,“如果不进行实际
路测,你不会真正了解如何使用电池以及在真实的使用状态下电池会出现些怎样的状况。”
通信基站一般用市电供电,为保证基站正常工作,需要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机,在断电时,备用电源系统为基站中的负载供电,保证设备的正常运行。
铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低,其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。
当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时,移动油机成为现实可用的备用电源,但移动油机后勤保障复杂,需有人值守,有噪声污染及废气污染。
鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点,加之能源危机和人们环保意识的提高,寻求新的备用电源的呼声越来越高,氢燃料电池是理想的替代者之一。
一、 氢燃料电池的原理
氢燃料电池是一种高效电化学能量转换器,把氢气(燃料)和氧气(来自空气)中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入,燃料电池就能源源不断地产生电能,因此,燃料电池兼具电池和油机的特点。
燃料在燃料电池的阳极被氧化,生成质子和电子;质子通过电解质迁移到阴极,电子通过外电路迁移到阴极为外界负载提供电能;迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料电池的主要优点包括:高效率(不受“卡诺循环”的限制)、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可连续不断地发电。
二、 氢燃料电池与现有备用电源的比较
1、与铅酸电池的比较
和铅酸电池相比,燃料电池的主要优点包括:
适应环境温度范围宽广,基站温度可设定在32℃或更高,这样每年可节约大量空调电费。
只要保证氢气的供应就可持续供电,在发生大的自然灾害时可以保持长时间的通信畅通,为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。
按设定电压稳定输出电能,而不像铅酸电池在剩余电量达到低值前,放电电压衰减很快且难以预测。
重量轻,不需特殊的承重处理。
占地面积小,安置位置灵活,既可安置在室外也可安置在室内。
寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储存寿命10年,而铅酸电池几年就要更换。
安全性高,燃料电池系统中有多种传感器,系统可自动采取应对措施,如:当氢气泄漏时,燃料电池控制系统会自动关闭气源,避免泄漏持续;可远程监控,及时发现问题。世界上还没有燃料电池发生氢气燃爆事故。
2、与移动油机的比较
与移动油机比较,氢燃料电池大优点是:
自动控制,可实现无人值守,通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量,实现远程管理。
低噪音、无废气排放。燃料电池系统机械运动部件较少,所以系统比较安静,其排放物为水,对环境友好。
三、 通信备用氢燃料电池系统的应用
1、系统的接入
燃料电池系统可以布置于室内和室外,但作为通信备用电源系统,根据现有通信机房的相关管理规范,燃料电池备用电源系统只能布置于室外。
燃料电池系统的功率输出线只需和整流器中的直流母线连接即可,另外,由于配置启动电池(小容量),需提供一路市电给启动电池充电。燃料电池系统支持手动启动、自动启动和远程启动三种方式。
2、运行与维护
当市电正常时,燃料电池系统待机。市电通过专用充电器给燃料电池启动电池充电,氢气电磁阀关闭。
当市电中断后,燃料电池系统立即启动。燃料电池系统会自动检测到市电中断,立即完成开启氢气电磁阀等一系列动作,开始发电;启动电池同时给直流负载提供短时间的不间断供电;燃料电池连续运行,给直流负载供电。
当市电恢复后,燃料电池系统自动停机。燃料电池系统检测到市电恢复,关闭氢气电磁阀等,系统进入待机状态。
燃料电池系统可以自动检测剩余氢气量,根据设定自动提醒工作人员更换氢气瓶。
3、经济性比较
燃料电池的应用成本主要是两项:系统采购成本及氢气使用成本。目前燃料电池的一次采购成本比铅酸电池高,但在燃料电池10年的寿命周期内,铅酸电池的采购成本也不菲。目前燃料电池的生产量较少,当大批量生产时,其成本可比目前低很多;美国能源部的报告指出,如果每年生产50万辆、使用80kW燃料电池的汽车,燃料电池每千瓦的成本在2010年就可以降到70美元。每一个40升、125个大气压的常规钢瓶,可以产电7kWh左右。对于一个2kW的基站,可以供电3.5个小时,氢气费用(包括运费)约40-90元人民币。延长备电时间只需增加钢瓶数量即可,而且钢瓶可在线更换。假设一年停电150个小时,需43瓶气体,氢气使用总成本为1720-3870元人民币。
使用燃料电池备用电源的基站的温度可设定在32oC(现在是25oC)或更高,可以节约大量的空调耗电。其次,可节约对原需配置的铅酸电池的充电及浮充耗电;由于燃料电池可靠性高,使用周期长,平均维护费用较低。
所以,在10年的寿命周期内,燃料电池寿命周期成本(含初次购买成本、氢气使用成本、维护成本)会比采用铅酸电池的寿命周期成本更有优势。
4、应用案例
氢燃料电池在全球已得到大量的实际应用,累计已有数千套,IdaTech和印度的ACME集团在2008年签订了多达3万台5kW燃料电池系统协议,用于印度电信市场。燃料电池还被应用于严寒及酷热地区,充分展示了极强的环境适应能力。
四、 氢燃料电池的安全性及氢气来源
氢气是轻的气体,如果氢气泄露,它会快速向上扩散,其速度接近20米/分钟,很难在空气中积聚,从而减少燃烧或爆炸的可能性。
下表对氢气和常见的两种气体的燃爆特性进行了比较,可见,氢气并不比常见的气体危险,相反,它甚至更安全。