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【明報專訊】太陽能發電無疑是最潔淨的能源，但漫長的回本期卻影響了它的普及程度。最近，香港生產力促進局將外國近年發展出來的「高光效聚光型太陽能發電技術」再作改良，並完成了測試。研發人員估計，在最理想情况下，可以將回本期縮短至10餘年，甚至10年！該局已就有關設計申請專利，並準備將技術轉移給港商。
生促局擬將技術轉移港商
生產力促進局自動化科技部總經理雷致行、助理顧問周聖胤表示，傳統的太陽能光伏發電系統的缺點是，那些矽製光伏電池的光電轉換效率不夠高（約15%至23%），而且其安裝方式也是完全固定的，不可以調校角度來追蹤陽光。因此，雖然那些光伏電池的生產技術已愈趨成熟，回本期仍然相當長，往往長達20年至30年，甚至以上。
近年出現的「高光效聚光型太陽能發電系統」，則採用嶄新的「多接面式光伏電池」（Multi-junction Photovoltaic Cell）。後者由磷化鎵銦、砷化鎵銦及鍺三層物料製成，以往乃應用於人造衛星，近年才轉為民用。其好處是，對於可見光、紅外線和紫外線全部都有反應，均能產生光電效應。因此，其光電轉換效率高達37%至42%。
不過，「多接面式光伏電池」的缺點是，價格相當高，若以相同的面積計算，要高出矽製的光伏電池很多倍。此外，太陽光必須接近垂直的照射在它的表面上，它才能發揮高效率。若太陽光是打斜的照射在它的表面上，它的效率就不太好。
相同安裝面積 發電效能可倍增
因此，「高光效聚光型太陽能發電系統」的設計加入了一些鏡片。首先，是利用圓形的凸透鏡（稱為「收集器」），將旁邊的太陽光收集聚焦。其次，「多接面式光伏電池」的表面會放一小塊圓拱形的玻璃（稱為「聚焦器」），其作用是將先前聚焦的太陽光再折射，令它們接近垂直的照射在「多接面式光伏電池」的表面上。
這種系統實際只需使用面積很小的「多接面式光伏電池」（每枚面積僅為1平方厘米），但因為將其面積數百倍的太陽光線收集聚焦照射在其表面上，加上其較高的光電轉換效率，故實際效率要比傳統的太陽能發電系統高出一截。
若以其「收集器」的面積和傳統的太陽光伏電池相同計算（即兩者的安裝面積相同），在最理想情形下，「高光效聚光型太陽能發電系統」產生的電力，可以比傳統的太陽能光伏發電系統高出1倍！
以圖中由生產力促進局設計的「高光效聚光型太陽能發電系統」為例，其實就包含了4個模組（4個正方格）。每個模組都包含一個面積500平方厘米（22.4厘米×22.4厘米）的「收集器」，以及一枚面積僅為1平方厘米的「多接面式光伏電池」。若要增加發電量，增加模組的數目即可。
若以1平方米的安裝面積計算，可以容納20個這樣的模組，其最高發電效能約為300W。相比之下，面積1平方米的傳統太陽能光伏發電系統的最高發電效能則只有大約150W。
生促局：將邀企業商討授權
雷致行和周聖胤表示，該局是在1年多前，取得創新及科技基金資助90多萬元，以研發這套「高光效聚光型太陽能發電系統」，其設計已在中國大陸和香港申請了專利。若有需要的話，還可以申請延伸專利至外國。原則上，這套系統已經完成了所有測試。該局稍後就會發出電郵，通知從事光學或環保業務的香港公司（例如一些環保商會的會員），或者曾經參加過有關太陽能技術的研討會的企業，邀請有興趣者商討技術轉移和授權問題。
暫時來說，他們對合作形式抱開放態度。若有港商願意出較高的條件，換取一段獨家授權的時期，也可以考慮。相反，若港商預算不太多，只需成為其中一家獲授權的公司，不要求獨家授權，也無不可。
雷致行表示，這個系統的好處是採用模組化設計，規模可大可小，家庭和企業用戶都合用。舉例說，企業用戶可以安裝8×8（64個）或10×10（100個）的模組，並且同時安裝多套。
他相信，未來不論在內地還是外國，都有其需求。尤其是某些地區對於安裝可再生能源設備或太陽能設備的企業和家庭，會提供資助或稅務優惠者。
明報記者 薛偉傑
攝影 葉思雅
生促局擬將技術轉移港商
生產力促進局自動化科技部總經理雷致行、助理顧問周聖胤表示，傳統的太陽能光伏發電系統的缺點是，那些矽製光伏電池的光電轉換效率不夠高（約15%至23%），而且其安裝方式也是完全固定的，不可以調校角度來追蹤陽光。因此，雖然那些光伏電池的生產技術已愈趨成熟，回本期仍然相當長，往往長達20年至30年，甚至以上。
近年出現的「高光效聚光型太陽能發電系統」，則採用嶄新的「多接面式光伏電池」（Multi-junction Photovoltaic Cell）。後者由磷化鎵銦、砷化鎵銦及鍺三層物料製成，以往乃應用於人造衛星，近年才轉為民用。其好處是，對於可見光、紅外線和紫外線全部都有反應，均能產生光電效應。因此，其光電轉換效率高達37%至42%。
不過，「多接面式光伏電池」的缺點是，價格相當高，若以相同的面積計算，要高出矽製的光伏電池很多倍。此外，太陽光必須接近垂直的照射在它的表面上，它才能發揮高效率。若太陽光是打斜的照射在它的表面上，它的效率就不太好。
相同安裝面積 發電效能可倍增
因此，「高光效聚光型太陽能發電系統」的設計加入了一些鏡片。首先，是利用圓形的凸透鏡（稱為「收集器」），將旁邊的太陽光收集聚焦。其次，「多接面式光伏電池」的表面會放一小塊圓拱形的玻璃（稱為「聚焦器」），其作用是將先前聚焦的太陽光再折射，令它們接近垂直的照射在「多接面式光伏電池」的表面上。
這種系統實際只需使用面積很小的「多接面式光伏電池」（每枚面積僅為1平方厘米），但因為將其面積數百倍的太陽光線收集聚焦照射在其表面上，加上其較高的光電轉換效率，故實際效率要比傳統的太陽能發電系統高出一截。
若以其「收集器」的面積和傳統的太陽光伏電池相同計算（即兩者的安裝面積相同），在最理想情形下，「高光效聚光型太陽能發電系統」產生的電力，可以比傳統的太陽能光伏發電系統高出1倍！
以圖中由生產力促進局設計的「高光效聚光型太陽能發電系統」為例，其實就包含了4個模組（4個正方格）。每個模組都包含一個面積500平方厘米（22.4厘米×22.4厘米）的「收集器」，以及一枚面積僅為1平方厘米的「多接面式光伏電池」。若要增加發電量，增加模組的數目即可。
若以1平方米的安裝面積計算，可以容納20個這樣的模組，其最高發電效能約為300W。相比之下，面積1平方米的傳統太陽能光伏發電系統的最高發電效能則只有大約150W。
生促局：將邀企業商討授權
雷致行和周聖胤表示，該局是在1年多前，取得創新及科技基金資助90多萬元，以研發這套「高光效聚光型太陽能發電系統」，其設計已在中國大陸和香港申請了專利。若有需要的話，還可以申請延伸專利至外國。原則上，這套系統已經完成了所有測試。該局稍後就會發出電郵，通知從事光學或環保業務的香港公司（例如一些環保商會的會員），或者曾經參加過有關太陽能技術的研討會的企業，邀請有興趣者商討技術轉移和授權問題。
暫時來說，他們對合作形式抱開放態度。若有港商願意出較高的條件，換取一段獨家授權的時期，也可以考慮。相反，若港商預算不太多，只需成為其中一家獲授權的公司，不要求獨家授權，也無不可。
雷致行表示，這個系統的好處是採用模組化設計，規模可大可小，家庭和企業用戶都合用。舉例說，企業用戶可以安裝8×8（64個）或10×10（100個）的模組，並且同時安裝多套。
他相信，未來不論在內地還是外國，都有其需求。尤其是某些地區對於安裝可再生能源設備或太陽能設備的企業和家庭，會提供資助或稅務優惠者。
明報記者 薛偉傑
攝影 葉思雅
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