Авангардни разработки в областта на фотоволтаичните технологии

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 2, 2010

Възможност за когенерация предлага нова PV технология

Нов модел фотоволтаична конструкция позволява едновременното производство на електрическа и топлинна енергия. Системата е подходяща за монтаж на покриви и е изградена на базата на затворена метална обшивка, върху повърхността на която са монтирани фотоволтаичните панели. Топлината зад панелите, получена вследствие на тяхното нагряване от слънцето, се извлича от обшивката и се отвежда в ОВК системата на сградата. По този начин едновременно се намаляват енергийните разходи за отопление на сградата и се повишава ефективността на самите фотоволтаици с 10%, твърдят производителите.

„Ефективността на фотоволтаичните модули обикновено е между 8 -15%. Останалата слънчева енергия, която достига панелите, се преобразува в топлинна. Обикновено тя не се оползотворява и не носи никаква стойност на собствениците на инсталацията. Освен това задържането на топлина зад панелите намалява допълнително тяхната ефективност с 0,4 - 0,5% за всеки 1°С над оптималната им работна температура (25 °С)”, допълват от фирмата производител.

3D-система, базирана на оптични влакна, предлага нови възможности за фотоволтаиците

Преобразуването на светлината в електричество може би само след няколко години ще е възможно и без добре познатите ни фотоволтаични панели. В момента се разработва нова технология, при която с помощта на наноструктури от цинков окис върху оптични влакна, покрити с фоточувствителни субстанции, ще е възможно системите да се вграждат във фасадите на сградите или върху превозните средства. Оптичните влакна ще пренасят светлината в стените на сградите, където вградени наноматериали с подходящи свойства ще генерират електричество. Създателите на технологията твърдят, че по този начин ще могат да създават гъвкави и мобилни фотоволтаични системи, напълно невидими за окото.

За изработването на една подобна фотоволтаична система, изследователският екип използва оптични влакна, подобни на използваните за пренос на данни, върху които се нанася проводящ слой, след което се потапят в цинков окис. С помощта на специална техника се изгражда наноструктура, в която нишките с наноразмери от цинковия окис се групират около оптичното влакно. След това върху тях се нанася фотоволтаична субстанция, която преобразува светлината в електричество. Светлината, която се движи в оптичното влакно, преминава в нанонишките и достига до фотоволаичното багрило, което произвежда електричество. Между нанонишките има течен електролит, който предава заряда. Количеството светлина, достигащо до оптичното влакно, може да бъде допълнително увеличено с използването на лещи. Получената хибридна нанооптична фотоволтаична клетка е 6 пъти по-ефективна от плоска фотоволтаична клетка с цинков окис със същата площ, твърдят изобретателите. Постигнатата до момента ефективност на конверсия е 3,3%, но учените планират с определени модификации на повърхностната структура да достигнат до 7 - 8%. Въпреки че това е доста по-скромен резултат спрямо силициевите фотоволтаици, при някои приложения тази ефективност е напълно достатъчна. Безспорно този вид фотоволтаици няма да изместят традиционните, но ще имат своя принос като още една опция за генериране на електричество от слънцето.

Антирефлексно покри-тие повишава абсорб-цията на светлина от PV панелите

Екип от учени представи разработка на специално антирефлескно покритие за фотоволтаични панели, благодарение на което ефективността им достига 96%.

В момента типичните силициеви фотоволтаици абсорбират около 2/3 от попадналата върху тях светлина и отразяват останалата 1/3. С помощта на специалното антирефлексно покритие обаче може да се достигне абсорбция на светлината от 96,21% и по-малко от 4% отразена светлина, твърдят изобретателите.

Обичайните антирефлексни покрития имат способността да предават светлина с една определена дължина на вълната. Новото покритие комбинира седем отделни слоя един върху друг, като всеки един от тях повишава ефективността на подлежащия слой. Причината е, че всеки слой не само пропуска светлина, но и връща обратно светлината, която е отразена от подлежащите му слоеве. Антирефлексното покритие отменя до голяма степен необходимостта от следене на слънцето, което прави тракерите и съответния софтуер за управлението им излишни.

Освен това изобретателите посочват, че благодарение на антирефлексното покритие, ефективността на панелите остава висока, независимо от ъгъла на огряване. Тоест всеки стационарно монтиран фотоволтаичен панел ще абсорбира 96,21% от слънчевата светлина, независимо от позицията на слънцето спрямо него. Това е от особено голямо значение за малките фотоволтаични системи, които ще бъдат много по-ефективни, като същевременно монтирането и поддържането им ще бъдат значително по-евтини.

Нов тип фотоволаични стъкла

Наскоро бе представена революционна система, предназначена да замести обикновените прозорци в сградите с техния по-ефективен еквивалент - фотоволтаични стъкла. Системата се състои от редици пирамидално оформени стъклени модули, които могат да се насочват така, че да следят слънцето. След като слънчевата радиация достигне до стъклото, тя се предава на фасетен тип лещи. Лещите директно концентрират (>400:1) светлината върху високоефективна фотоволтаична клетка. Миниатюрните фотоволтаични клетки, разположени в центъра на всеки модул, трансформират уловената слънчева светлина в електричество.

Оригиналният дизайн прави тази система не само интересен интериорен елемент, но и осигурява оптимално пропускане на светлината, плюс генериране на енергия. Освен това, системата улавя остатъчната светлина и я преобразува в топлинна енергия за нуждите на обитателите в сградата. Според създателите й тя е достатъчно атрактивна за архитектите и може да се внедрява както в нови сгради, така и във вече съществуващите.





Top