Panou sola din spatiu

Noile tipuri de panouri solare – de 100 ori mai puternice


Celulele solare de ultra-mare eficiență similare cu cele utilizate în spațiu ar putea fi acum posibil și pe acoperisul dumneavoastră datorită unei noi tehnologii de concentrare solară la microscara dezvoltat de o echipa internationala de cercetatori.

 

Concentrating photovoltaic (CPV) ajută costul de înaltă eficiență al celulelor solare multi-joncțiune, cu ajutorul unei optice ieftine pentru a se concentra lumina soarelui pe ele”, a declarat Noel C. Giebink, profesor asistent de inginerie electrica, Penn State. „Sistemele CPV actuale sunt de marimea unor panouri publicitare și trebuie să fie poziționate foarte precis pentru a urmari soarele pe tot parcursul zilei. Dar nu poți pune un sistem ca aceasta pe acoperis,decât în cazul în care cea mai mare parte de panouri solare în întreaga lume sunt instalate. ”

Giebink constată că, costul în care se încadrează celulele solare tipic din siliciu este ceea ce le face o fracțiune mai mic și mai mic din costul total de energie electrică solară, care include, de asemenea, costurile „soft”, cum ar fi de autorizare, cablare, instalare și întreținere care au rămas fixate în timp. Îmbunătățirea eficienței celulei solare de la circa 20% pentru siliciu față de mai mult de 40% a celor multi-nod CPV este importantă, deoarece creșterea puterii generate de un sistem dat reduce costul total al energiei electrice pe care le generează.

 

Pentru a activa CPV pe acoperișuri, cercetatorii au combinat miniaturizarea celulelor fotovoltaice din arseniură de galiu, imprimate 3D pe panouri cu lentile de plastic și un mecanism de focalizare mobilă pentru a reduce dimensiunea, greutatea și costul sistemului CPV și creează ceva similar cu un panou solar tradițional, care poate fi plasat pe partea de sud, pe acoperișul unei clădiri. Ei au raportat rezultatele lor pe 05 februarie în Nature Communications.

„Am incheiat un parteneriat cu colegii de la Universitatea din Illinois, deoarece aceștia sunt experți în a face celule multi-joncțiune solare mici, foarte eficiente”, a spus Giebink. „Aceste celule sunt mai mici de 1 milimetru pătrat, făcute în loturi mari, paralele și apoi o serie dintre ele este transferată pe o foaie subțire de sticlă sau plastic.”

 

Pentru a focaliza lumina soarelui pe matricele de celule, cercetatorii le încorporează între o pereche de lentile mici în matrice de plastic imprimate 3D. Fiecare lentilă mică din varful matrici superioare actioneaza ca o mica lupă care se potriveste pe lentila din matricea de jos, ce funcționează ca o oglindă concavă. Cu fiecare celulă solară situata în centrul acestui duo, lumina soarelui se intensifică mai mult de 200 de ori. Deoarece punctul focal se deplasează cu soarele pe parcursul unei zile, pistele din mijlocul foii de celule solare capteaza tragand din lateralele matricelor de celule.

Încercările de experimentare anterioare pe baza acestei metode de focalizare au lucrat doar timp de aproximativ două ore pe zi, deoarece punctul focal se deplasează în afara planului celulelor solare, ceea ce ducea la pierderea de lumină și o scădere a eficienței. Prin metoda sandwis a celulelor între matrice si lentilă, cercetatorii au rezolvat această problemă și a permis focalizarea solara maxima  pentru o zi întreagă de opt ore cu doar aproximativ 1 centimetru din circulația totala necesara pentru urmărire.

Pentru a lubrifia grupul de matrice și pentru a îmbunătăți de asemenea transmiterea prin lentilele din sandwich, au folosit un ulei optic, care permite unor motorase mici, o cantitate minimă de forță pentru urmărirea mecanica.

„Viziunea este că un astfel de panou CPV cu microtracking, ar putea fi plasat pe un acoperiș în același spațiu ca și un panou solar tradițional dar poate genera o putere mult mai mare”, a spus Giebink. „Simplitatea acestei soluții este într-adevăr ceea ce îi conferă valoare practică.”

Deoarece grosimea panoului total este de numai aproximativ un centimetru și 99 la sută din ea (totul, cu excepția celulelor solare și conexiunile lor) este format din plastic acrilic sau plexiglas, acest sistem are potentialul de a fi ieftin de produs. Giebink avertizeaza, totusi, că sistemele CPV nu sunt potrivite pentru toate locațiile.

„CPV are sens numai în zonele cu o lumina directă a soarelui, ca sud-vestul americii”, a spus el. „În regiunile înnorate, cum ar fi Nord-Vestul Pacificului, sistemele CPV nu pot concentra lumina difuză și își pierd din avantajul lor si din eficiență.”

 

Cercetatorii au testat un prototip de panou de concentrare in afara de-a lungul unei zile in State College, Penn. Chiar dacă lentilele din plastic imprimate nu s-au ridicat la nivelul specificatiilor, acestea au fost în măsură să demonstreze o concentratie solara de peste 100 de ori.

 

Sursa Penn State


Leave A Response

* Denotes Required Field