Innowacyjna, tania technologia fotowoltaiczna o niskiej koncentracji światła
Aby zmniejszyć koszty produkcji energii fotowoltaicznej, branża energii słonecznej została zmuszona do opracowania innowacyjnych rozwiązań pozwalających na wdrożenie PV na dużą skalę. Rozwiązania te powinny zapewniać przede wszystkim niskie koszty inwestycyjne, krótki czas zwrotu z inwestycji oraz wysoką trwałość eksploatacyjną i elastyczność systemu. Zadaniem konsorcjum SOLGAIN (Competitive stationary low concentrating solar module of novel design) było rozwiązanie utrudnień ekonomicznych, środowiskowych i technicznych poprzez stworzenie nowych stacjonarnych modułów LCPV. Za cel postawiono sobie osiągnięcie kosztów rzędu 0,67 euro/wat i optymalizację montażu modułów dla zastosowań komercyjnych. W porównaniu z systemami o wysokiej koncentracji światła produkcja i utrzymanie systemów LCPV są o wiele łatwiejsze i tańsze. Dodatkowo systemy te doskonale współpracują z systemami zarządzania budynkiem, dzięki czemu stanowią konkurencyjną alternatywę dla systemów PV do montażu na płaskim dachu. Systemy LCPV obejmują m.in. zespolone koncentratory paraboliczne czy koncentratory pryzmatyczne. Badacze stworzyli LCPV o sprzężonym z pryzmatem zespolonym koncentratorze parabolicznym z szerokim kątem akceptacji, pozwalającym zmaksymalizować roczną produkcję energii. Zastosowanie przezroczystego dielektrycznego materiału nanokompozytowego o wysokim współczynniku załamania światła pozwoliło wyeliminować konieczność mechanicznego śledzenia położenia słońca. Aby zoptymalizować wydajność, wyeliminować straty związane z zacienieniem i obniżyć koszty, wykorzystano wysoko wydajne, wykonane w technologii IBC ogniwa słoneczne z miedzianymi stykami. Dzięki szerokiemu kątowi akceptacji i zdolności do przechwytywania dużej części rozproszonego promieniowania słonecznego innowacyjne systemy technologii LCPV mogą w niedługim czasie całkowicie zaspokoić zapotrzebowanie na energię w godzinach szczytu. Cienkowarstwowe moduły PV nie wymagają stosowania dużej ilości materiałów aktywnych. Dzięki temu czas zwrotu z inwestycji jest krótki i wynosi mniej niż rok. Tworząc nowe moduły LCPV, badacze kierowali się przede wszystkim elastycznością stosowania. Moduły te mogą zastępować tradycyjne materiały budowlane stosowane na elewacjach budynków – a zwłaszcza na fasadach pionowych. Poprawa efektywności konwersji energii z ogniw fotowoltaicznych przy obniżeniu kosztów i użyciu mniejszej ilości materiałów aktywnych przyspieszy opracowanie opłacalnych modułów. Prototypy ogniw SOLGAIN powinny zwiększyć wydajność konwersji i pięciokrotnie obniżyć ilość materiału aktywnego, co pozwoli na znaczne obniżenie kosztów.
Słowa kluczowe
Ogniwa fotowoltaiczne o niskiej koncentracji światła, energia słoneczna, zwrot energii, SOLGAIN, integracja z budynkiem