Střešní koncentrační fotovoltaika vítězí nad křemíkem ve venkovním testování

& quot;Solární články bývaly drahé, ale nyní'jsou opravdu levné," řekl Chris Giebink, Charles K. Etner odborný asistent elektrotechniky, Penn State."V důsledku toho solární článek již není dominantní cenou energie, kterou vyrábí. Většina nákladů stále více leží ve všem ostatním – v měniči, instalačních pracích, poplatcích za povolení atd. – ve všech věcech, které jsme dříve zanedbávali."

Toto měnící se ekonomické prostředí klade důraz na vysokou efektivitu. Na rozdíl od křemíkových solárních panelů, které v současnosti dominují trhu s účinností 15 až 20 procent, koncentrující fotovoltaika soustředí sluneční světlo na menší, ale mnohem účinnější solární články, jako jsou ty, které se používají na satelitech, a umožňují tak celkovou účinnost 35 až 40 procent. Současné systémy CPV jsou velké - velikost billboardů - a musí se otáčet, aby sledovaly slunce během dne. Tyto systémy dobře fungují v otevřených polích s dostatkem prostoru a spoustou přímého slunce.

& quot;Co se' snažíme udělat, je vytvořit vysoce účinný systém CPV ve tvaru tradičního křemíkového solárního panelu" řekl Giebink.

Za tímto účelem vědci vložili malé solární články s více spoji, zhruba půl milimetru čtverečního, do skleněné tabule, která klouže mezi párem plastových polí čoček. Celé uspořádání má tloušťku asi dva centimetry a sledování se provádí posunutím listu solárních článků bočně mezi polem čoček, zatímco panel zůstává upevněn na střeše. Celý den' sledování vyžaduje asi jeden centimetr pohybu, což je prakticky nepostřehnutelné.

& quot;Naším cílem v těchto nedávných experimentech bylo demonstrovat technickou proveditelnost takového systému," řekl Giebink.&„Dali jsme dohromady prototyp s jedinou mikročlánkem a párem čoček, které koncentrovaly sluneční světlo více než 600krát, vynesly ho ven a nechaly jej automaticky sledovat slunce v průběhu celého dne."

Protože tým potřeboval přesně vědět, kolik přímého a rozptýleného slunečního světla bylo během testu, zřídili se v zemědělském výzkumném středisku Russell E. Larson v Penn State, kde je monitorovací místo povrchového záření National Oceanic and Atmospheric Administration. Postgraduální studenti Jared Price a Alex Grede spolupracovali s postdoktorským výzkumníkem Baominem Wangem na testování systému během dvou slunečných dnů od úsvitu do soumraku přímo vedle komerčního křemíkového solárního článku.

Výzkumníci uvádějí v InNature Energy, že systém CPV dosáhl 30procentní účinnosti, na rozdíl od 17procentní účinnosti křemíkového článku. Celkově za celý den CPV systém vyprodukoval o 54 procent více energie než křemík a mohl dosáhnout 73 procent, pokud by se zabránilo zahřívání mikročlánků intenzivním slunečním zářením.

Podle Giebinka by tato vestavěná technologie sledování CPV byla ideální pro místa s velkým množstvím přímého slunečního světla, jako je jihozápad USA nebo Austrálie.

Giebink poznamenává, že před námi stále leží velké výzvy v škálování systému na větší oblasti a prokázání, že může dlouhodobě spolehlivě fungovat, ale zůstává optimistou.

& quot;Se správným inženýrstvím' sledujeme skokovou změnu v účinnosti, která by mohla být užitečná v aplikacích od střech po elektrická vozidla – opravdu kdekoli' Je důležité vyrábět velké množství solární energie z omezené oblasti."