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北極星太陽能光伏網訊:DOE日前宣布資助1.28億美元用於支持太陽能發電技術研發項目，以進一步推進太陽能發電、併網集成和相關製造技術研發突破，提升效率減少安裝成本和發電成本，提升太陽能電力經濟性，同時改善集成太陽能電力電網的穩定性和彈性，進而擴大太陽能電力在全美的部署規模。本次資助重點聚焦五大主題，包括：（1）光伏發電技術；（2）聚光太陽能熱發電技術；（3）系統軟成本削減；（4）太陽能製造業創新；（5）先進的太陽能併網集成技術。具體內容如下：
（來源：微信公眾號「先進能源科技戰略情報研究中心」ID：CASEnergy）
1、光伏發電技術研發（21個項目，總額2360萬美元）
•光伏聯合研發項目：研發並驗證使用低溫和超聲波加工III-V族化合物晶圓工藝的可行性，以代替金屬切割減少材料浪費、降低製備成本並提高晶圓基板的使用壽命；利用先進電池模塊原型製造設施，來提高發射極和背面鈍化電池（PERC）製造工藝水平，降低生產成本；針對背接觸的CdTe太陽電池開發高性能背接觸材料和工藝，以在減少功率損失前提下將該電池效率提升到25%水平；利用機器學習、大數據等數位技術開發光伏電站的故障自動監測和診斷系統，以減少意外事故發生頻率，同時減少人工成本進而降低發電成本；開發低成本、高效規模化生產穩定鈣鈦礦太陽電池的沉積技術；開發高效、低成本、穩定的雙面鈣鈦礦太陽電池卷對卷生產工藝；開發新型的封裝密封劑，能夠有效吸收鈣鈦礦中泄漏出的鉛元素；對暴露在高溫、強光和其他潛在損害因素的環境下鈣鈦礦太陽電池進行電池結構的原位表征，研究其降解衰退機制；開發浮法矽晶片的製作工藝替代傳統的線鋸切割工藝，減少製備過程的材料浪費。
•小型創新項目：開發新型的超聲波表征手段用於表征太陽電池封裝模塊中的EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）交聯度，來減少層壓缺陷產生；開發新型低成本長壽命（25年）的空穴材料，以將鈣鈦礦太陽電池效率提升到超過30%水平；探索PERC結構P型矽基電池光、高溫誘導的性能衰退機理；開發橫截面原位表征工具來觀測光伏器件中載流子的遷移情況，探明載流子的動力學機理；利用機器學習、大數據來收集和分析光伏電站運行數據，指導優化光伏電站設計，並對新電站進行技術經濟評估，減少電站成本；搭建一個利用太陽能作為供能系統的兔子飼養房，評估其技術、經濟、環境的可行性；通過模擬和實驗探索異質結矽基電池和PERC矽基電池的性能衰退機制；利用納米粒子電噴霧雷射沉積技術（NELD）製備PERC電池的銀接觸點，以提升電池性能；III-V族太陽電池襯底的回收再利用技術研發，降低製造成本；開發高性能的發射極和背面鈍化CdTe電池，並研究其局域的載流子動力學行為；開發新型、低成本、環保型的天然石英石轉變高純矽的生產技術。
2、聚光太陽能發電技術研發（13個項目，總額3000萬美元）
•熱能存儲技術；研發高效經濟的長時（周或者季節性）儲能系統與聚光太陽能熱發電（CSP）結合，實現能量的全年度合理分配；開展高溫太陽能熱化學儲能技術研究，以提高太陽能熱發電的經濟效益；開發一種新的複合陶瓷熱能存儲材料替代金屬材料以提高存儲罐的隔熱性和機械強度；驗證使用存儲液化石油氣的大型儲罐來收集並存儲太陽能產生的熱蒸汽技術經濟可行性。
•材料和製造研究：用於集中式CSP發電廠的超臨界CO2循環系統換熱器中鎳合金的蠕變和疲勞特性研究；開發新型的壓縮機用於超臨界CO2動力循環系統，集成到CSP電站改善發電性能；開發利用金屬粉末壓制方法製備超臨界CO2動力循環系統組件的工藝，以降低製造成本；碳化矽接收器替代金屬合金用於CSP電廠存儲高溫熔融氯化物鹽，增加接收器耐熱性和耐腐蝕性，延長壽命；研究第三代CSP發電系統中各組件、焊接件的熱機械行為，探索優化工藝延長組件壽命；針對以超臨界CO2作為工質的CSP電站開發新型的自潤滑、高效碳納米管陣列刷式密封，提升渦輪機效率同時減少成本；開發耐氧化、熱機械性能優異（能夠承受超臨界CO2、熔融鹽腐蝕和800℃高溫）的陶瓷複合換熱器；開發一款耐高溫、抗凍的熔融鹽閥，可減輕CSP高溫工作環境下的泄漏和凍結，減少因凍結和停機而造成的運行和管理負擔；開發基於偏振技術的成像系統，提高光線測量的靈敏度，用於評估CSP集熱器系統的性能。
3、系統軟成本削減（19個項目，總額1760萬美元）
•構建合作夥伴解決監管問題：成立區域太陽能項目管理協會，召集公共部門和私營部門的利益相關方，為地方政府、特區和其他有權安裝大型太陽能項目的當局確定最佳實踐，將開發相關工具包用於太陽能項目的審批、許可和法規流程制定；組建可再生能源協會，匯聚智慧達成共識，提出太陽能和「太陽能+儲能」項目許可審批流程和監管框架相關建議；開發一個在線網絡安全工具包，以幫助太陽能行業的決策者、監管機構、公用事業單位以及州和地方政府在其轄區內製定有關太陽能基礎設施的網絡安全政策；將與美洲原住民部落合作制定相關監管方案，解決部落部署光伏發電和「太陽能+儲能」系統的障礙；通過確定太陽能設施共同受益權人，共同開展太陽能系統安裝地點的雨水滲透和徑流現場研究；開發一種用於繪製二次低壓的電路新方法，加速公用事業單位批准太陽能連接到電網的互連過程；培訓城鎮居民有效參與太陽能電力批發市場和公用事業規划過程，幫助城鎮評估太陽能發展潛力。
•通過數據採集和分析評估太陽能基礎設施對禽類生活環境影響：開發深度學習計算機視覺框架以監視禽類與太陽能基礎設施的交互作用，通過收集和分析數據有效減少太陽能設施對禽類生活環境影響；使用兩種互補的遙感技術（無人機和3D成像）開發用於機器學習模型來監控生活在太陽能設施附近的鳥類；建立一個框架用以指導鳥類「羽毛斑」基因表征，並了解太陽能設施對候鳥種群的影響。
•太陽能融資方法創新：針對低收入社區，研究和開發全新的太陽能產業融資模式和所有權結構，以拓寬融資渠道，推動太陽能產業在低收入社區的發展；利用聯邦低收入家庭能源援助計劃（LIHEAP）、州和地方激勵措施以及其他資金來源促進中低收入社區太陽能設施部署；為公用事業單位、太陽能開發商以及社區和地區金融機構提供一系列太陽能發展的成功案例和最佳實踐，以提升中低收入社區使用太陽能的經濟承受能力；設計和實施靈活的金融信貸協議，以增加中低收入社區的選擇和提高太陽能經濟承受能力，解決太陽能部署障礙；與社區金融機構合作，創建培訓計劃和共享資本平台，從而擴大信用合作社、社區銀行和社區發展金融機構在低收入社區中太陽能融資的參與度。
•太陽能軟體開發：開發簡化的太陽能電力上網評估軟體，以幫助農村社區和小型公用事業單位更加輕鬆快捷地部署太陽能電力系統；開放一個小型、經濟的光伏系統模擬和分析平台，以從數據系統獲取真實數據進行模擬計算，獲得最佳運行模式，提升發電效率，降低太陽能光伏服務商運維成本；開展太陽能電力高比例併網電網的長期模擬仿真。
4、太陽能製造業（7個項目，總額680萬美元）
開發並測試模塊化的單源氣相沉積（SSVD）電池製造平台，以實現下一代薄膜太陽電池（鈣鈦礦太陽電池）高通量低成本規模化製造；開發一種機械破碎碳化矽晶圓製造技術，減少製造過程的材料浪費，提高產率降低成本；開發一種具有成本效益的金屬漿料，以增強太陽電池中的金屬連接，提高其抗斷裂性，並最大程度地減少由降解和封裝處理引起的裂紋，延長電池壽命；開發用於高效製造透明導電薄膜的單束離子源沉積技術，降低導電薄膜製造成本；先進的分布式電網基礎設施，減少分布式太陽能系統的安裝和材料成本；新型的太陽能玻璃的減反射和防污塗層技術；發展光伏電站現場安裝工廠，以縮減時間和經濟成本。
5、先進併網集成技術（15個項目，總額5000萬美元）
•配電網自適應保護：開發和測試穩定可靠的太陽能光伏設施模型，以使電力系統工程師能夠計劃、操作和保護輸配電系統；開發一個匹配太陽能光伏系統的自適應配電保護系統，該系統使用動態模型來確定電網運行狀態是否健康；開發大型光伏系統高級模型套件，用以捕獲不同條件下系統運行的動態信息，以減少瞬時停電，提高系統穩定性；高比例太陽能併網電網的自適應保護和控制系統，提高保護系統的選擇性和靈敏度；開發具有高級量測體系（AMI）數據集成功能的分布式能源的風險信息分層控制系統，以提高太陽能占比的電網系統可靠性；通過儲能技術、人工智慧和區塊鏈技術實現對富餘太陽能的優化利用。
•先進光伏控制技術和網絡安全技術：開發基於逆變器的電網建模和自動化分析工具系統，研究太陽能併網對大電網穩定性影響；開發和部署適用於分布式能源系統的安全通信技術，提高分布式能源網絡安全性；研究和驗證100%可再生能源的微電網技術，能夠在變化的條件下保持電壓和頻率穩定來改善電網的穩定性和彈性；開發一種不依賴通信網絡的防黑客逆變器，即使出現電網故障也可以避免連鎖停電，並且無需藉助傳統發電機的幫助即可啟動電網；開發並示範一種具有網絡彈性的光伏配電系統的主動防禦機制，防範網絡攻擊，解決光伏系統的逆變器和系統級網絡安全問題。
原標題:DOE資助上億美元推進太陽能發電技術研發和部署
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