Strešná koncentračná fotovoltaika vyhrala nad kremíkom vo vonkajšom testovaní

& quot;Solárne články boli drahé, ale teraz'sú skutočne lacné," povedal Chris Giebink, Charles K. Etner odborný asistent elektrotechniky, Penn State."V dôsledku toho solárny článok už nie je dominantnou cenou energie, ktorú vyrába. Väčšina nákladov čoraz viac spočíva vo všetkom ostatnom – invertor, inštalačná práca, poplatky za povolenia atď. – všetko to, čo sme doteraz zanedbávali."

Toto meniace sa ekonomické prostredie kladie dôraz na vysokú efektivitu. Na rozdiel od kremíkových solárnych panelov, ktoré v súčasnosti dominujú na trhu s 15 až 20-percentnou účinnosťou, sústreďovanie fotovoltaiky sústreďuje slnečné svetlo na menšie, ale oveľa efektívnejšie solárne články, ako sú tie, ktoré sa používajú na satelitoch, aby umožnili celkovú účinnosť 35 až 40 percent. Súčasné CPV systémy sú veľké - veľkosť billboardov - a musia sa otáčať, aby sledovali slnko počas dňa. Tieto systémy fungujú dobre na otvorených poliach s dostatkom priestoru a množstvom priameho slnka.

& quot;To, o čo sa' snažíme, je vytvoriť vysoko účinný systém CPV vo forme tradičného kremíkového solárneho panelu," povedal Giebink.

Aby to dosiahli, výskumníci vložili malé multi-prechodové solárne články, zhruba pol milimetra štvorcového, do sklenenej tabule, ktorá sa posúva medzi párom plastových polí šošoviek. Celé usporiadanie má hrúbku asi dva centimetre a sledovanie sa vykonáva bočným posúvaním listu solárnych článkov medzi pole šošoviek, zatiaľ čo panel zostáva pripevnený na streche. Celodenné sledovanie' vyžaduje približne jeden centimeter pohybu, ktorý je prakticky nepostrehnuteľný.

& quot;Naším cieľom v týchto nedávnych experimentoch bolo demonštrovať technickú realizovateľnosť takéhoto systému," povedal Giebink."Postavili sme prototyp s jednou mikročlánkou a párom šošoviek, ktoré koncentrovali slnečné svetlo viac ako 600-krát, vyniesli ho von a nechali ho automaticky sledovať slnko v priebehu celého dňa."

Pretože tím potreboval presne vedieť, koľko priameho a rozptýleného slnečného svetla bolo počas testu, zriadili sa v poľnohospodárskom výskumnom stredisku Russell E. Larson v štáte Penn, kde je monitorovacie miesto povrchového žiarenia Národnej správy oceánov a atmosféry. Postgraduálni študenti Jared Price a Alex Grede spolupracovali s postdoktorandským výskumníkom Baominom Wangom na testovaní systému počas dvoch slnečných dní od úsvitu do súmraku priamo vedľa komerčného kremíkového solárneho článku.

Výskumníci uvádzajú v InNature Energy, že systém CPV dosiahol 30-percentnú účinnosť, na rozdiel od 17-percentnej účinnosti kremíkového článku. Celkovo počas celého dňa CPV systém vyprodukoval o 54 percent viac energie ako kremík a mohol dosiahnuť 73 percent, ak by sa zabránilo zahrievaniu mikročlánkov intenzívnym slnečným žiarením.

Podľa Giebinka by táto vstavaná technológia sledovania CPV bola ideálna pre miesta s množstvom priameho slnečného žiarenia, ako sú juhozápad USA alebo Austrália.

Giebink poznamenáva, že pred nami sú stále veľké výzvy pri rozširovaní systému na väčšie oblasti a preukázaní, že môže spoľahlivo fungovať z dlhodobého hľadiska, zostáva však optimistom.

& quot;So správnym inžinierstvom' hľadáme skokovú zmenu v účinnosti, ktorá by mohla byť užitočná v aplikáciách od strech až po elektrické vozidlá – naozaj kdekoľvek' je dôležité generovať veľa slnečnej energie z obmedzenej oblasti."