Компания SOLARPHASEC представила новую революционную технологию преобразования солнечной энергии в электричество. Серия Sentinel представляет собой первое поколение трехмерных фотоэлементов, которые преобразуют солнечные свет непосредственно в переменный ток.
Потребности человечества в электрической энергии возрастают экспоненциально с каждым днем. Традиционные источники энергии близки к исчерпанию, поэтому остро возникает необходимость в разработке новых, альтернативных и возобновляемых источников энергии. Новые решения в области ископаемого топлива дают краткосрочные решения и удовлетворение текущих потребностей, но они носят ограниченный характер и весьма дорогостоящие для окружающей среды. На данный момент в области возобновляемой энергетики ведутся усиленные изыскания, однако прорыва еще не случилось.
Солнечная энергетика, как часть общего направления возобновляемой энергетики, растет, однако применяя неэффективные методы, нельзя добиться того результата, который нужен обществу, и гелиоэнергетика пока не может стать одной из основных частей электрогенерации в мире. В настоящее время используются два подхода преобразования солнечной энергии в электрическую: с помощью фотоэлементов непосредственно и с помощью нагрева жидкости и приведения в действия паровой турбины косвенно, как традиционные электростанции.
Растущий рынок фотоэлементов
Несмотря на то, что гелиоэнергетика составляет всего лишь небольшой процент от всех энергогенерирующих мощностей мира, сумма доходов в солнечной фотоэлектрической промышленности довольно высока. В 2009 году были установлены фотоэлектрические генерирующие системы с общей мощностью 9,86 гигаватт (ГВт) по всему миру, что дало доход около 40 миллиардов долларов. В 2010 году было установлено систем общей мощностью 18,2 ГВт и суммой доходов 82 миллиарда долларов.
Для справки, обычные кристаллические фотоэлементы на кремнии генерируют примерно 150 Вт на квадратный метр. Учитывая мощности фотоэлектростанций в 2009 году, можно предположить, что это заняло 65 квадратных километров, или 25 квадратных миль или 16 000 гектаров.
Из представленных сейчас на рынке, от 80 до 90 процентов солнечных панелей сделаны из кристаллического кремния и имеют эффективность преобразования от 15 до 18%. Такая низкая эффективность обратила на себя значительное внимание, были вложены колоссальные деньги, однако превысить эффективность в 20% так и не удалось. Для справки, фотоэлектрическая панель в 225 Вт в сентябре 2011 стоила примерно 600 долларов.
Компания Solarphasec решила сделать ход конем и представила технологию, которая может поднять эффективность преобразования солнечного света в электроэнергию.
Технология представляет собой не плоский, а конический (3D, трехмерный) преобразователь, который позволяет на той же площади разместить больше фотоэлектрической поверхности. Рост площади приводит к экспоненциальному росту в активной области. Кроме того, коническая форма устраняет взаимное затенение фотоэлементов, которое имеет место, когда используются плоские панели. И последнее, как говорится по списку, но не по важности, коническая форма снижает ветровую нагрузку, тем самым преобразователи можно устанавливать на крышах.
Специально разработанная электромеханическая технология, позволяет получать на выходе переменный ток, тем самым нивелирую необходимость в дополнительном инверторе. Ненужность инвертора положительно сказывается как на стоимости, так и на эффективности системы.
Сравнение с обычной плоской панелью
Технлогия Spin Cell дает:
- около 40 процентный прирост мощности в течении дня;
- около 60 процентный прирост мощности в течении года;
- увеличение эффективности преобразования в 4 раза, в том числе за счет применения интеллектуальных систем сбора энергии;
- методику охлаждения, которая повышает эффективность процесса примерно на 15 процентов, по сравнению с плоскими панелями;
- прямое преобразование в переменный ток, что экономит значительные средства на вспомогательных технологиях (инверторы и др.).
Больший выход в течении дня
Система обеспечивает увеличение суточной мощности по сравнению с плоскими системами. Коническая структура дает эффективность, сравнимую при применении специальных систем слежения, при этом отсутствуют технические сложности и расходы, связанные с применением механических систем слежения.
Больший выход в течении года
Также система увеличивает годовой объем производства по сравнению с плоскими панелями. Конусы могут обеспечить оптимальный сбор солнечного света во время всех четырех сезонов и со всех направлений.
Конус имеет преимущество перед плоскостью
Динамические ячейки Spin Cell генерируют в 4 раза больше электроэнергии по сравнению с плоской панелью при сравнимом количестве фотоэлектрических материалов. Совокупность возможности улавливать лучи по всем направлениям и полная интеграция всех частей конуса позволяет достичь такой эффективности, которую нельзя достичь на плоских панелях.
Меньше теплоты - больше мощности
Технология Spin Cell дает 15% выигрыш в производстве, за счет специальных технологий управления тепловыделением, которые стали возможными благодаря форме преобразователя. Все плоские панели показывают снижение мощности при нагреве. В конусе же, тепло отводится от ячеек, тем самым деградации практически нет.
Прямое преобразование в переменный ток
Инверторы обычно
- снижают надежность всей системы;
- воздействуют на гарантию;
- добавляют примерно 10% стоимости, вне зависимости от типа установки (частного, коммерческого или промышленного).
Представляемая технология не нуждается в инверторах.
Резюме
Что ж, за последнее время это пожалуй самая интересная идея по улучшению эффективности фотоэлектрической электрогенерации. Будем надеяться, что технология найдет себе дорогу в жизнь, и может быть совсем скоро, электрогенерирующие мощности перестанут засорят и без того уже порядком засоренную окружающую среду.
Ну и для тех, кто таки дочитал до конца, небольшой бонус - видеоролик про то, как эта махина работает:
via solarphasec