Mikrokoncentrator słoneczny – zrewolucjonizuje energetykę?
Redakcja GLOBEnergia
Fotowoltaika skupiająca (micro-CPV) wykorzystuje soczewki do skoncentrowania światła słonecznego na miniaturowych, wysokowydajnych ogniwach słonecznych. Najnowszy projekt Fraunhofer ISE osiągnął sprawność do 36,5%, dzięki precyzyjnemu pozycjonowaniu ogniw i innowacyjnym procesom konstrukcyjnym. Technologia ta, idealna do obszarów z dużym nasłonecznieniem, ma w przyszłości pomóc w oszczędzaniu wody i energii, oferując ekologiczne i ekonomiczne rozwiązania. Co wiemy o badaniach nad tym rozwiązaniem?
- Zdaniem badaczy z ISE Fraunhofer, fotowoltaika skupiająca zwiększa wydajność energetyczną dzięki soczewkom i ogniwom III-V.
- Badane moduły micro-CVP osiągają sprawność do 36,5% dzięki miniaturowym ogniwom słonecznym.
- Technologia micro-CPV jest idealna do obszarów z dużym nasłonecznieniem, oszczędzając zasoby i energię.
Jak soczewki i lustra zwiększają wydajność energetyczną?
Fotowoltaika skupiająca (Concentrated Photovoltaics) to technologia, która wykorzystuje soczewki lub lustra, aby skupić światło słoneczne na małe, wysokowydajne ogniwa fotowoltaiczne. Soczewki służą do koncentracji bezpośredniego promieniowania słonecznego i kierują je na niezwykle wydajne, specjalnie kontruowane ogniwa słoneczne z wieloma złączami. Ogniwa przeznaczone na te instalacje często składają się z kilku warstw półprzewodników o różnych przerwach energetycznych, dzięki czemu są w stanie wykorzystać szeroki zakres spektrum słonecznego. Jest to zabieg, który znacząco zwiększa wydajność.
Nowatorski projekt micro-CVP: miniaturowe ogniwa, maksymalna wydajność
Moduł micro-CVP jest najnowszym projektem Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE). Wykorzystuje on bardzo małe ogniwa słoneczne, których krawędź ma długość 0,585 mm. Dla porównania w większości nowoczesnych rozwiązań, długość ta wynosi od 1 do 5 mm. Powierzchnia ogniw słonecznych i soczewek jest mała, dlatego generują one tylko niewielką ilość energii. Dzięki niedużym rozmiarom może się okazać, że będzie można użyć cienkich miedzianych obwodów do połączenia ogniw słonecznych elektrycznie ze sobą. Może to pozwolić na efektywne odprowadzenie ciepła generowanego podczas pracy komórek.
Teraz, naukowcy z Fraunhofer ISE opracowują technikę konstrukcji i łączenia ze sobą elementów. Skupiają się na procesach, które umożliwiają jednoczesne i bardzo szybkie pozycjonowanie wielu komponentów na płytach bazowych modułów. Ważne jest, aby maleńkie ogniwa słoneczne były precyzyjnie umieszczone w miejscu, gdzie soczewki skupiają światło słoneczne, aby zapewnić maksymalną efektywność.
Nowe moduły micro-CPV w akcji
Projekt trwa już kilka lat. W 2022 roku naukowcom z instytutu udało się zmierzyć pierwsze moduły nowej generacji na ich zewnętrznym stanowisku testowym w ramach projektu “micro-CPV”. W standardowych warunkach testowych koncentratora (CSTC) osiągnęli tam doskonałą sprawność nawet do 36,5%. Aby maksymalizować sprawność, moduły micro-CPV muszą bardzo dokładnie śledzić Słońce, dlatego szczególnie dobrze nadają się do pasa słonecznego Ziemi. Oznacza to regiony Ziemi, które mają wyjątkowo duże nasłonecznienie przez cały rok. Obszary takie charakteryzują się dużą ilością dni słonecznych, co sprawia, że są idealne do wykorzystania energii słonecznej.
Czy taki projekt uda się skomercjalizować? Jakie zastosowania znajdą takie urządzenia? Czekamy na dalsze doniesienia i informacje w tej sprawie!
Opracowano na podstawie: Fraunhofer ISE Annual Report 2023-2024
