Optymalna koncentracja energii słonecznej
Aby ogniwa fotowoltaiczne mogły masowo trafić na rynek, konieczne jest zwiększenie ich wydajności i zredukowanie kosztów. Systemy skoncentrowanych ogniw fotowoltaicznych (CPV) to obiecujące rozwiązanie, które może pomóc w osiągnięciu tego celu. Działają one w podobny sposób co lupa skupiająca promienie słoneczne na kartce papieru. Energia Słońca skupiana jest przez układy załamujące i odbijające promienie. Pozwala to radykalnie zmniejszyć liczbę półprzewodników w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami PV. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu "Multi-approach for high efficiency integrated and intelligent concentrating PV modules (systems)" (APOLLON) zajmowali się optymalizacją systemów CPV w całym łańcuchu dostaw. Naukowcy starali się ulepszyć technologie przetwarzania i materiały półprzewodnikowe oraz zbudować ostateczny prototyp. Wykorzystując wiedzę 17 partnerów z 8 krajów, badacze opracowali nowe układy optyczne i technologię śledzenia Słońca, a oba rozwiązania zgłosili do objęcia ochroną patentową. Zastosowali specjalny algorytm, który ma zmaksymalizować produkcję energii z każdego modułu CPV. Zbudowany lustrzany system CPV osiągnął imponującą sprawność 30%. Dalsze udoskonalenia mają pozwolić na uzyskanie rekordowej wydajności przekraczającej 45%. Partnerzy projektu APOLLON wnieśli także istotny wkład w stworzenie standardów w zakresie metod testowania CPV. Nowy model właściwości elektrycznych podobnego modułu CPV oraz nowa metoda umożliwiające pomiar temperatury ogniw słonecznych na zewnątrz budynków będą ważne dla optymalizacji przyszłych konstrukcji. Zespół poprawił konkurencyjność technologii CPV dzięki obniżeniu kosztów do mniej niż połowy w porównaniu z szacunkami przyjętymi na początku projektu. Ocena środowiskowa wskazuje, że okres zwrotu energii zainwestowanej powinien wynieść około roku, przy minimalnym śladzie węglowym. Partnerzy projektu APOLLON wnieśli istotny wkład w rozwój technologii CPV, uzyskując znaczne oszczędności kosztów i rekordową wydajność. Dzięki temu technologie te będą mogły być szerzej wykorzystywane na całym świecie, przyczyniając się do ograniczenia zależności od paliw kopalnych i zmniejszenia emisji związanych ze zmianą klimatu.
Słowa kluczowe
Energia słoneczna, fotowoltaiczne, systemy skoncentrowanych ogniw fotowoltaicznych, optyka, materiały półprzewodnikowe, śledzenie Słońca, temperatura ogniw słonecznych, zwrot energii
