System TPV wykorzystuje promieniowanie cieplne z różnych źródeł ciepła, takie jak spalanie paliwa, przemysłowe ciepło odpadowe, skoncentrowana energia słoneczna lub energia jądrowa, i przekształca je w energię elektryczną. System termofotowoltaiczny (TPV) jest dobrym rozwiązaniem, aby spełnić wymagania zerowej emisji netto. Ogniwo termofotowoltaiczne jest najważniejszą częścią systemu TPV. Przekształca promieniowanie fotonowe w energię elektryczną.
Ponadto niezwykła elastyczność przetwarzania różnych źródeł energii cieplnej, w tym energii słonecznej, jądrowej, spalania chemicznego i ciepła odpadowego, w energię elektryczną o dużej gęstości, znacznie rozszerza zakres zastosowań generatorów TPV, od skali mikro do dużej.
System TPV ma dłuższy czas pracy i praca przy niższej temperaturze ogrzewania grzejnikowego w porównaniu do systemu fotowoltaicznego.
System TPV składa się z czterech zasadniczych komponentów:
- Generator spalania paliwa, który wytwarza energię cieplną
- Grzejnik, który przetwarza tę energię cieplną na określone widmo emisyjne
- Filtr precyzyjnie dopasowujący widmo emisyjne do ogniwa TPV
- Ogniwo TPV, które efektywnie zamienia promieniowanie fotonowe na energię elektryczną
Zobacz także: Energia słoneczna termiczna kontra fotowoltaika – przegląd
Zasada działania systemu termofotowoltaicznego
Ogniwa termofotowoltaiczne wykorzystać moc energii promieniowania z generatora i przekształcić ją w energię elektryczną poprzez system TPV. Generator prądu wykorzystuje energię z różnych źródeł ciepła i przekazuje ją do grzejnika, co powoduje pewną utratę ciepła.
Następnym krokiem jest wytworzenie przez radiator mocy promieniowania, która jest następnie kierowana w stronę ogniw fotowoltaicznych przez filtr. Filtr ten służy do zawężania pasma emisji pochodzącego z radiatora.
Energia promieniowana emitowana przez grzejnik powinna przewyższać przerwa pasmowa ogniw fotowoltaicznych pod względem mocy. Jednak wszelkie fotony o energii niższej niż przerwa energetyczna ogniw PV będą powodować straty. Celem odzyskiwania tych fotonów jest utrzymanie ciepła i zmniejszenie źródła ciepła przy pożądanej temperaturze grzejnika. Konwersja sygnałów optycznych na sygnały elektryczne jest wykorzystywana do pomiaru mocy wyjściowej ogniw PV.
Przeczytaj również: Czym jest skoncentrowana fotowoltaika?
