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■汪正平開發高能量密度及高能源密度的「超級電池」。馮晉研 攝
研「採儲用」三軌並行 盼增日光電力比率九倍
能源是全球人類社會發展面對的最大挑戰。在香港，政府早前就未來能源發電燃料組合完成公眾諮詢，當中的引入內地網電及增加天然氣發電比例方案被指各有弊處，而開發潔淨便宜且高效的太陽能，將是環境可持續發展的重要方向。不過，要讓太陽能發電大規模付諸實踐，卻有連串技術問題待克服。由香港中文大學組織本港另3所大學共60名科學家，正進行香港歷來最大規模的太陽能學術科研項目，團隊獲撥款達6,000萬元，「三軌」並行研究智能化的太陽能「採集」、「存儲」和「應用」技術，長遠希望香港的太陽能電力比率，可由現時不多於1%提高至一成。 ■香港文匯報記者 馮晉研
有關智能化太陽能研究獲研資局「主題研究計劃」資助，由中大工程學院院長汪正平負責統籌，聯同該校以及科大、理大和港大等組成60人跨院校團隊，包括25名「教授級」人馬，在今年1月開展。汪正平接受本報專訪時指，研究的具體目標，是在2018年率先在中大伍宜孫書院應用成果，一次過結合採集、存儲和應用太陽能新技術，供應整棟建築物一成的電力。
採集：開放新材料 增電池性能
有關研究全面包括太陽能各個流程，首先是採集（Harvesting），汪正平解釋，要收集太陽光並將之轉化為電，這有賴開放新材料提高太陽光電池的性能，團隊中的材料科學家及化學家就此按多個課題進行探究，包括開發透過真空沉積技術製造的銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能電池（詳見另稿）；以溶液技術製作激子太陽能電池，以及利用化學燃料的合成開發人工光合作用、光催化和熱電效應等太陽能採集技術。
存儲：取長補短 製「超級電池」
由於太陽能採集受天氣影響，所產生的電力必須儲存起來以備陰天或晚上時有足夠的供應，項目第二部分正是針對存儲（Storage），由本身為國際電子工程權威的汪正平主力負責。
他介紹說，一般開燈使用的「蓄電池（battery）」能源密度高，但功率密度低，可用較長時間，但電力較弱；相反，「電容（capacitor）」功率密度高，但能源密度低，電力雖有足夠強度驅動電動汽車和電鑽等，但電池卻很快用完。
他的研究計劃結合「蓄電池」和「電容」，取長補短，利用納米材料如石墨烯，增加儲電體的表面面積提高儲電量，開發能量密度及能源密度同時較高的「超級電池」（Super Capacitor）。
應用：改進供求系統 實現智能控制
至於應用（Utilization）層面，汪正平指，研究團隊亦有針對改進電力供求系統，實現智能控制和管理，以增強太陽能技術和微電網（Micro Grid）系統的性能和安全性。他舉例，一般家庭可利用感應器等智能系統控制燈的開關， 減低能源需求量，但現存的相關技術仍未普及，「可不可以用智能電路控制和平衡電量供求？」另外，發電廠輸送電源到發電站會自然流失6%的電量，如何減低輸送間的電量流失，亦都有待研究。
汪正平補充，發電廠燃煤或者核能，都屬平均持續發電，但日間用量多，晚上用量少，會造成能源浪費：高峰期用電與平日需求量差異，當中的計算涉及大量訊息處理，是次研究項目亦包括與能源公司如中電合作，結合智能系統制定向不同用戶供電的策略，屆時「不用再查電錶，家中有一個energy profile（能源檔案)，就可以看到哪裡用電、冷熱及浪費情況等」，從而調節電量減少浪費。
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