【牛华网讯】科技网站Ars Technica探访IBM新型光伏发电设备The Solar Sunflower，新设备采用新一代光电池材料和冷却系统，发电效率可达80%。

一颗向日葵矗立在山上。这可不是一颗普通的向日葵，它融合了光伏发电和太阳能热发电技术，总效率可达80%。

The Solar Sunflower是一项瑞士发明，由Airlight Energy、Dsolar（Airlight子公司）和IBM苏黎士研究院共同研发。The Solar Sunflower采用HCPVT技术，可利用太阳能发电和热水。HCPVT就是高聚光太阳能光伏发电及光热技术。

Airlight研究主管赞布罗塔·安布罗塞蒂（Gianluca Ambrosetti）表示，简单来说，The Solar Sunflower拥有聚合太阳光的反光板，“相当于5,000颗太阳照射”。然后，高效光伏电池将聚光太阳能转化为电能。

Airlight和Dsolar共同开发Sunflower的反光板和其他材料，IBM负责开发太阳能光电系统。

Solar Sunflower的两项构成技术——光伏发电和太阳能热发电——都非常知名，目前广泛为人熟知。但是，Solar Sunflower的特别之处在于，它以新颖时尚的方式融合了两项技术，实现了极高的转换效率。

Solar Sunflower反光板是略显弯曲的镜面面板。从玻璃到聚酯薄膜，Airlight尝试了多种不同的反光材料，最终它们选择铝箔。铝箔既不过分昂贵，又具备很高的反射率。Solar Sunflower有六个“花瓣”，每个花瓣包含六个反光板。六个收集器位于36个反光板中间，每个收集器对应六个反光板。

每个收集器有一排砷化镓光电池。砷化镓的光电转化效率非常高（Sunflower可达38%），但它的成本非常高昂。但对于Sunflower而言，受光面积才是真正昂贵的东西。阳光只会照射很小一部分，Sunflower需要使用最好的材料。每个收集器的砷化镓只占几平方厘米，但它可以产生大约2千瓦电能。因此，一座Solar Sunflower大概可以产生12千瓦电能。

与多数半导体一样，遇热的光电池效率会下降。Solar Sunflower的砷化镓电池最高工作温度约为105摄氏度。但在“5,000颗太阳照射”下，温度很容易高于105摄氏度。

在一次测试中，Airlight用反光板在一块铁上熔出一个洞（铁的熔点高达1538度）。在另一次测试中，由于反光板排列不整齐，“液态铝滴得到处都是”。

新型冷却系统

究竟如何冷却呢？答案就是一套非常聪明的冷却系统，这套系统来自IBM的特长之一：超级计算机。在超级计算机领域，热量是处理能力的限制因素之一。计算机芯片很小，你可以在1U级服务器中塞入大量芯片。但是，冷却这些元件却相当困难。

过去几年，IBM一直开发液体冷却技术，优先用于提升计算密度，同时还旨在减少废热。在常见的液体冷却系统中，我们会看到水箱、水泵和散热器。液体通常是水，也可能是其他液体，例如矿物油和氟化液。

热量从计算机芯片转移到液体，然后传送到散热器，最后散入空气。但是，这种冷却系统存在两个问题：一是散热量存在限制；二是散入空气的废热被浪费掉。

IBM利用热水冷却技术完美地解决了上述问题。首先，冷却系统产生的热水可以作为家用和工业用水。IBM超级计算机Aquasar产生的热水已经供应给当地大学。

第二，为了增加芯片向水的热传递，IBM不再采用传统的冷却水箱，转而使用一块布有微流通道的硅。这种硅拥有数百个微通道，水在数微米的晶体管中输送热量。它粘在计算机芯片后面，就像是一个微型水箱。这种设计可以大幅增加散热效率。

Solar Sunflower采用了同样的冷却系统。这种冷却系统可以确保砷化镓将光能转换成电能，同时散去“5,000颗太阳”的热能。因此，Solar Sunflower可以产生大约12千瓦电能，同时还提供21千瓦热能（水温可达90摄氏度）。

问题

IBM和Airlight均未公布Solar Sunflower价格，但所有安装成本可能高达数万英镑，而且这只是最初的费用。

首先，太阳能热发电需要直射阳光：反光板必须瞄准太阳，多云等天气会严重影响发电量。控制软件可以让Solar Sunflower自动对准太阳。

其次，Solar Sunflower缺乏能量密度。尽管Solar Sunflower的发电效率很高，但它只能产生12千瓦电能。这只够三四个家庭使用，而且需要每天有几个小时的晴朗天气。

当然，最大的问题还是成本。Airlight和IBM合作开发Solar Sunflower时，硅太阳能电池的成本约为1.6美元/瓦。过去数年，随着中国逐渐提升产量，成本下降到40美分/瓦。Solar Sunflower采用砷化镓电池、软件系统和新型水冷系统，它肯定无法取代硅太阳能发电产品。

Airlight Energy计划于2016年面向早期用户推出Solar Sunflower。2017年，Solar Sunflower有望大规模生产。目前，Solar Sunflower只是全尺寸产品原型，最终版本将更为美观。