Strešna koncentrirana fotovoltaika je veliko zmagala pred silicijem pri testiranju na prostem

& quot;Sončne celice so bile včasih drage, zdaj pa'postajajo res poceni," je dejal Chris Giebink, Charles K. Etner docent za elektrotehniko, Penn State."Zaradi tega sončna celica ni več prevladujoči strošek energije, ki jo proizvaja. Večina stroškov vse bolj leži v vsem drugem – razsmerniku, montažnem delu, izdajanju dovoljenj itd. – vsem stvarem, ki smo jih včasih zanemarjali."

Ta spreminjajoča se gospodarska pokrajina je dala prednost visoki učinkovitosti. V nasprotju s silicijevimi sončnimi celicami, ki trenutno prevladujejo na trgu s 15 do 20-odstotno učinkovitostjo, koncentriranje fotovoltaike osredotoča sončno svetlobo na manjše, a veliko učinkovitejše sončne celice, kot so tiste, ki se uporabljajo na satelitih, kar omogoča skupno učinkovitost od 35 do 40 odstotkov. Trenutni sistemi CPV so veliki – velikosti reklamnih panojev – in se morajo vrteti, da sledijo soncu čez dan. Ti sistemi dobro delujejo na odprtih poljih z veliko prostora in veliko neposrednega sonca.

& quot;Kar poskušamo narediti' je ustvariti visoko učinkovit sistem CPV v obliki tradicionalnega silikonskega sončnega panela," je rekel Giebink.

Da bi to naredili, so raziskovalci vgradili drobne sončne celice z več stiki, velikosti približno pol milimetra kvadrata, v stekleno ploščo, ki drsi med parom plastičnih nizov leč. Celotna razporeditev je debela približno dva centimetra, sledenje pa se izvaja tako, da se plošča sončnih celic bočno potisne med niz leč, medtem ko plošča ostane pritrjena na strehi. Celodnevno sledenje' zahteva približno en centimeter gibanja, kar je praktično neopazno.

& quot;Naš cilj v teh nedavnih poskusih je bil pokazati tehnično izvedljivost takega sistema," je rekel Giebink."Sestavili smo prototip z eno samo mikrocelico in parom leč, ki so sončno svetlobo koncentrirale več kot 600-krat, jo odnesli na prostem in samodejno sledili soncu skozi cel dan."

Ker je ekipa morala natančno vedeti, koliko neposredne in razpršene sončne svetlobe je bilo med testom, so se ustanovili v kmetijskem raziskovalnem centru Russell E. Larson v Penn State, kjer je Nacionalna uprava za oceane in atmosfero za spremljanje površinskega sevanja. Podiplomska študenta Jared Price in Alex Grede sta skupaj s podoktorskim raziskovalcem Baominom Wangom testirala sistem v dveh sončnih dneh od zore do mraka tik ob komercialni silicijevi sončni celici.

Raziskovalci poročajo v Nature Energy, da je sistem CPV dosegel 30-odstotno učinkovitost, v nasprotju s 17-odstotno učinkovitostjo silicijeve celice. Celoten dan je sistem CPV proizvedel 54 odstotkov več energije kot silicij in bi lahko dosegel 73 odstotkov, če bi se izognili segrevanju mikrocelic zaradi intenzivne sončne svetlobe.

Giebink pravi, da bi bila ta vgrajena tehnologija sledenja CPV kot nalašč za kraje z veliko neposredne sončne svetlobe, kot sta jugozahod ZDA ali Avstralija.

Giebink ugotavlja, da so pred nami še veliki izzivi pri razširitvi sistema na večja območja in dokazovanju, da lahko zanesljivo deluje na dolgi rok, vendar ostaja optimističen.

& quot;S pravim inženiringom iščemo'postopno spremembo učinkovitosti, ki bi lahko bila uporabna v aplikacijah, ki segajo od streh do električnih vozil -- res povsod's Pomembno je ustvariti veliko sončne energije na omejenem območju."