Większa wydajność energii słonecznej
Skupianie promieni słonecznych za pomocą soczewki, kierowanie ich na kartkę papieru i rozniecanie ognia może się zdawać dziecinną zabawą. Zasada ta jednak jest fundamentem technologii skupiania energii słonecznej, w której za pomocą lister i soczewek skupia się energię słoneczną i przekształca w parę w celu produkcji energii elektrycznej. Technologie te mogą potencjalnie zmniejszyć zależność UE od paliw kopalnych, a także obniżyć szkodliwe emisje. W technologii koncentratora fotowoltaicznego (CPV) wykorzystuje się lustra i soczewki do skupiania światła słonecznego w małych, lecz niezwykle wydajnych ogniwach słonecznych. Jednak systemy CPV wysokiej wydajności wymagają nie tylko równie wydajnych ogniw słonecznych, ale również wysoce wydajnych systemów wzmacniania optyki i starannego śledzenia. Projekt NGCPV (A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems) powstał, aby znacznie poprawić wydajność i zmniejszyć koszty tego typu systemów. Konsorcjum przystąpiło do badania dwóch nowatorskich konstrukcji ogniw słonecznych CPV, mogących potencjalnie przekroczyć wydajność konwersji o 50%: czterozłączowych ogniw słonecznych i ogniw słonecznych z pasmem pośrednim. Aby wyprodukować te nowatorskie struktury komórkowe, zespół NGCPV przyjrzał się dwóm grupom nowatorskich materiałów: rozcieńczonym azotkom i nanostrukturom kwantowym. Powstała 50 kW instalacja CPV, którą podłączono do sieci. Wykorzystano ją do ewaluacji parametrów natężenia napromieniowania i warunków klimatycznych oraz do stworzenia procedur certyfikacji. Na tej podstawie badacze opracowali także zasady prognozowania mocy. Powstały także narzędzia do charakterystyki ogniw, modułów i systemów CPV na potrzeby testów w pomieszczeniach i na wolnym powietrzu, mające na celu poprawę wydajności i obniżenie kosztów. Jednocześnie badacze stworzyli ogniwa słoneczne na bazie nanostruktur półprzewodnikowych, o strukturze z wieloma studniami kwantowymi i kropkami kwantowymi. Nakierowanie skupionego światła na te struktury poprawiło napięcie jałowe tych ogniw, wykraczając poza pierwotne oczekiwania. Technologia CPV stanowi wyjątkową szansę, by przemysł europejski i japoński poprowadziły wspólnie resztę świata ku przyszłym technologiom wytwarzania energii słonecznej. Dzięki opracowanym w ramach projektu narzędziom do oceny właściwości, które umożliwiają zoptymalizowanie materiałów, subkomponentów i instalacji energetycznych, technologia CPV zyskała na wydajności. Dzięki niej przejście na energię słoneczną, tj. czystą i odnawialną formę energii będącą alternatywą dla paliw kopanych, nastąpi znacznie szybciej.
Słowa kluczowe
Energia słoneczna, ogniwa słoneczne, elektryczność, skupianie energii słonecznej, koncentrator fotowoltaiczny
