Фотоволтаиците за концентриране на покрива печелят много над силиция при тестване на открито

& quot;Слънчевите клетки преди бяха скъпи, но сега' стават наистина евтини," каза Крис Гибинк, Чарлз К. Етнър, асистент по електротехника, щата Пен."В резултат на това слънчевата клетка вече не е доминиращата цена на енергията, която произвежда. По-голямата част от разходите все повече се крият във всичко останало - инвертор, инсталационен труд, такси за разрешителни и т.н. - всички неща, които пренебрегвахме."

Този променящ се икономически пейзаж постави на първо място високата ефективност. За разлика от силициевите слънчеви панели, които в момента доминират на пазара с ефективност от 15 до 20 процента, концентрирането на фотоволтаиците фокусира слънчевата светлина върху по-малки, но много по-ефективни слънчеви клетки като тези, използвани в сателитите, за да даде възможност за обща ефективност от 35 до 40 процента. Настоящите CPV системи са големи - с размерите на билбордове - и трябва да се въртят, за да проследяват слънцето през деня. Тези системи работят добре в открити полета с изобилие от пространство и много пряко слънце.

& quot;Това, което'се опитваме да направим, е да създадем високоефективна CPV система във форм фактор на традиционен силициев слънчев панел," — каза Гибинк.

За да направят това, изследователите вграждат малки многообразни слънчеви клетки, приблизително половин милиметър квадратен, в лист стъкло, което се плъзга между чифт пластмасови масиви от лещи. Цялото подреждане е с дебелина около два сантиметра и проследяването се извършва чрез плъзгане на листа от слънчеви клетки странично между масива от лещи, докато панелът остава фиксиран върху покрива. Проследяването за цял ден&изисква около един сантиметър движение, което е практически незабележимо.

& quot;Нашата цел в тези скорошни експерименти беше да демонстрираме техническата осъществимост на такава система," — каза Гибинк."Сглобихме прототип с една микроклетка и чифт лещи, които концентрираха слънчевата светлина повече от 600 пъти, изведохме го на открито и го накарахме автоматично да проследява слънцето в течение на цял ден."

Тъй като екипът трябваше да знае точно колко пряка и разсеяна слънчева светлина е имало по време на теста, те създадоха в Центъра за селскостопански изследвания Russell E. Larson в Penn State, където има място за наблюдение на повърхностната радиация на Националната администрация за океани и атмосфера. Завършилите студенти Джаред Прайс и Алекс Греде работиха заедно с изследователя след докторантура Баомин Уанг, за да тестват системата в продължение на два слънчеви дни от зори до здрач точно заедно с търговска силициева слънчева клетка.

Изследователите съобщават в Nature Energy, че CPV системата е достигнала 30 процента ефективност, за разлика от 17 процента ефективност на силициевата клетка. Всичко заедно през целия ден, системата CPV произвеждаше 54 процента повече енергия от силиция и можеше да достигне 73 процента, ако микроклетъчното нагряване от интензивната слънчева светлина беше избегнато.

Според Giebink тази вградена технология за проследяване на CPV би била идеална за места с много пряка слънчева светлина, като югозападните САЩ или Австралия.

Гибинк отбелязва, че все още предстоят големи предизвикателства при мащабирането на системата до по-големи области и доказването, че тя може да работи надеждно в дългосрочен план, но той остава оптимист.

& quot;С правилното инженерство, ние'разглеждаме стъпка на промяна в ефективността, която може да бъде полезна в приложения, вариращи от покриви до електрически превозни средства - наистина навсякъде, където е' Важно е да генерирате много слънчева енергия от ограничена площ."