Koncentrator to moduł fotowoltaiczny z elementami optycznymi, takimi jak soczewki Fresnela, które skupiają światło słoneczne na ogniwie słonecznym o zmniejszonej powierzchni. Większość układów koncentratorów musi być skierowana bezpośrednio w stronę słońca. Są one w stanie zwiększyć strumień mocy światła słonecznego setki razy.
Używanie koncentratora, kierowanie światła na ogniwa fotowoltaiczne jest jedną z metod zwiększania mocy wyjściowej systemów solarnych. W tym celu można użyć optycznych kolektorów światła, takich jak soczewki lub lustra. Kondensujące ogniwa fotowoltaiczne to nazwa systemów fotowoltaicznych, które wykorzystują skupione światło. CPV zbiera światło z szerszego obszaru i koncentruje je na ogniwie słonecznym o mniejszej powierzchni.
Jakiego rodzaju ogniwa słoneczne są stosowane w technologii CPV?
Ogniwa wielozłączowe o niższej efektywności mogą być stosowane w technologiach CPV . Najwyższą sprawność charakteryzują się ogniwa krzemowe, CdTe oraz CIGS (miedziowo-indowo-galowo-selenkowe). Te ogniwa wielozłączowe charakteryzują się sprawnością w terenie rzędu 30%, a w eksperymentach laboratoryjnych wykazały nawet 40% sprawności.
Tylko bezpośrednie promieniowanie wiązki – nie promieniowanie rozproszone – może być stosowane przez CPV (rozproszone z chmur i atmosfery). Dlatego miejsca o wysokim bezpośrednim normalnym napromieniowaniu są najlepszymi kandydatami dla tych systemów.
Śledzenie słońca jest niezbędne do uzyskania dobrej wydajności ogniwa i optymalnego stężenia światła. Śledzenie jest szczególnie ważne w systemach o wysokim stężeniu. Współczynnik CPV można często podzielić na trzy kategorie stężenia: niskie, średnie i wysokie.
Ogniwa wielozłączowe są w stanie przechwytywać znaczną ilość światła słonecznego, co wymaga bardziej złożonych systemów chłodzenia i śledzenia, co może zwiększyć koszty energii.
Jakie są koszty technologii CPV?
Przewiduje się, że technologia CPV będzie się rozwijać i prosperować na rynku. Ponieważ do przetwarzania skupionego światła wykorzystywane są znacznie mniejsze ogniwa słoneczne , co oznacza znacznie tańszy materiał półprzewodnikowy PV, technologia CPV jest bardziej opłacalna. Ponadto, optyka systemu jest wykonana ze szkła i zazwyczaj kosztuje mniej niż same ogniwa.
Przeczytaj także: Co to jest przewodnictwo?
Aby zapobiec lokalnemu przegrzaniu (gorącym punktom), które może uszkodzić materiał fotowoltaiczny, systemy CPV mogą generować drastycznie wysokie temperatury na powierzchni materiału. Ponadto, w wysokich temperaturach spada sprawność termodynamiczna konwersji fotowoltaicznej, dlatego korzystne byłoby zastosowanie chłodzenia.
Metody chłodzenia obejmują pasywne i aktywne. Aktywne chłodzenie nie jest wymagane w przypadku ogniw CPV o niskim i średnim współczynniku koncentracji ze względu na skromne temperatury, które są osiągane. W przypadku ogniw o wysokim stężeniu niezbędne są radiatory o dużej pojemności, aby zapobiec degradacji termicznej materiałów.
