211service.com
Asāks fokuss fotoelementiem
Koncentrējiet pietiekami daudz saules gaismas uz papīra lapas, un jūs varat iekurt uguni. Koncentrējiet to pašu saules gaismu uz saules bateriju, un jūs varat saražot daudz elektroenerģijas. Šī stratēģija saules enerģijas efektivitātes palielināšanai ir, piemēram, Palo Alto, CA bāzes uzņēmums SolFocus pagājušajā nedēļā tika demonstrēta viena no karstākajām alternatīvās enerģijas tendencēm. SolFocus, kas ir nodrošinājis riska kapitāla finansējumu 25 miljonu ASV dolāru apmērā, lai paātrinātu sava koncentratora fotoelementu attīstību, izmanto spoguļus, lai 500 reižu fokusētu saules gaismu uz augstas efektivitātes saules baterijām.
SolFocus otrās paaudzes saules paneļi samazina izmaksas, samazinot nepieciešamo fotoelektrisko materiālu daudzumu. Tajos ir izmantoti ceturtdaļas izmēra spoguļi, kas fokusē saules gaismu uz fotoelementu punktiem tikai vienu milimetru kvadrātā. (Avots: SolFocus)
Koncentratora tehnoloģija saules enerģijas jaudas palielināšanai nav jauna. Taču, pateicoties augstas efektivitātes fotoelementiem un jaunām ražošanas metodēm, kas rada labākas saules baterijas, lēcas un spoguļus, koncentratora fotoelementu sistēmas nodrošina vairāk enerģijas par zemākām izmaksām.
Tajā pašā laikā divciparu pieprasījuma pieaugums pēc saules enerģijas sistēmām pārsniedz ražotāju spēju sekot līdzi, ņemot vērā ierobežoto silīcija piegādi tradicionālajām saules baterijām un to ražošanai nepieciešamā aprīkojuma augstās izmaksas (sk. Mērogs, lēta saules elektrība).
Tehnoloģijai ir potenciāls samazināt izmaksas, jo tajā tiek izmantota daļa no pusvadītāju materiāliem, kas pārvērš gaismu fotoelementu jaudā. Lielākā daļa izmaksu ir par lēcām vai spoguļiem, lai fokusētu gaismu, un izsekošanas aprīkojumu, lai ierīce būtu vērsta pret sauli – elementiem, kas ir vairāk pakļauti apjomradītiem ietaupījumiem nekā silīcija ražošanai. No pusvadītāju nozares es zināju, ka mēs nekad nevarēsim palielināt silīcija daudzumu, kas mums nepieciešams, lai samazinātu pasaules enerģijas pieprasījumu, saka līdzdibinātājs un izpilddirektors Gerijs Konlijs.
Piemēram, SolFocus dizains izmanto vienu tūkstošdaļu vairāk pusvadītāju materiāla uz saražoto vatu nekā parastajā silīcija fotoelementā. Tehnoloģijā tiek izmantoti saliktie fotoelementi, piemēram, germānija un gallija arsenīds, kas sākotnēji bija paredzēti izmantošanai satelītos, kas var uztvert līdz pat 40 procentiem no tiem nonākošās saules enerģijas, kas ir vairāk nekā divas reizes lielāka nekā augstākās klases silīcija elementu efektivitāte.
Taču lielāko daļu materiālu samazinājuma nodrošina koncentrators, kas, pēc Konlija teiktā, atgādina priekšējos lukturus lielākajā daļā mūsdienu automašīnu. Novietojiet šūnu vietā, kur atrodas spuldze, un jums ir mūsu dizains, saka Konlijs. Spoguļi ir galvenais: primārais spogulis, kas fokusē saules gaismu uz mazāku spoguli, kas atrodas augšpusē, kas savukārt fokusē gaismu uz saules bateriju.
SolFocus pašreizējais pirmās paaudzes dizains stikla plāksnē veido 635 kvadrātcentimetru spoguļus. Virs tiem piestiprinātie sekundārie spoguļi atstaro gaismu caur plāksnes caurumiem uz vienu centimetru kvadrātveida augstas efektivitātes šūnām zemāk.
Otrās paaudzes dizains saspiež procesu vienā stikla blokā: gaisma, kas izstaro bloka augšpusi, atstaro primāros spoguļus, kas ir veidoti apakšējā virsmā, līdz pat sekundārajiem spoguļiem, kas veidoti augšpusē, un atpakaļ līdz viena milimetra kvadrātam. fotoelektriskās šūnas iekļuva primāro spoguļu centrā.
Tā kā mūsdienās silīcija saules paneļu ražošana maksā gandrīz 3 USD par vatu, Konlijs saka, ka SolFocus ražos saules sistēmas par USD 2 par vatu, kad nākamgad atklās savu pirmo koncentratoru rūpnīcu; un viņš saka, ka gigavatu mēroga ražošana samazinās izmaksas par vatu tikai līdz 50 centiem. Otrajai paaudzei vajadzētu vēl vairāk samazināt izmaksas, saka Konlijs, līdz pat 32 centiem par vatu.
Neskatoties uz šiem optimistiskajiem apgalvojumiem, SolFocus būs daudz konkurences. Roberts Makkonels no ASV Enerģētikas departamenta un koncentrētas fotoelementu eksperts saka, ka SolFocus ir ne tikai jāpierāda sava tehnoloģija, bet arī jāpārspēj augošā konkurentu joma. Viņiem ir vismaz trīs desmiti konkurentu, tostarp uzņēmumi, kuriem ir daudz vairāk gadu attīstības, saka McConnell.
Patiešām, SolFocus vissmagāko konkurenci varētu radīt pasaulē lielākais fotoelementu ražotājs, Japānā bāzētais Sharp, kas ir izstrādājis koncentratoru, izmantojot Fresnel lēcas — to pašu pamattehnoloģiju, ko izmanto signāla stara pastiprināšanai bākās. Sharp sistēma izmanto virkni šādu lēcu vienā relatīvi lētā iesmidzināšanas plastmasas blokā.
DOE McConnell saka, ka vissvarīgākais koncentratoru tests būs izturība. Koncentratora fotoelementu pirmajā attīstības periodā 1970. un 1980. gados tehnoloģija cieta no vairākām katastrofām, kas bija līdzīgas lidojošiem lāpstiņām un salūzušām pārnesumkārbām, kas apmulsināja vēja enerģijas pionierus. Sērs gaisā izpostīja spoguļus. Krusa un vējš sadauzīja smalkās lēcas. Putekļi iestrēga izsekošanas ierīcēs, kas nepieciešamas, lai sistēmas būtu vērstas pret sauli. Un sliktākajos gadījumos bojātas sistēmas radīja nopietnus ugunsgrēka draudus.
SolFocus autonomajām ierīcēm jābūt mazāk jutīgām pret bojājumiem un drošākām nekā to priekšgājējiem, apgalvo Konlijs. Neskatoties uz to, viņi ir vērsti uz lielām uz lauka balstītām saules elektrostacijām to pirmo ieviešanu un atstāj ienesīgāko komerciālo jumtu tirgu vēlākam laikam.