Концентратор — это фотоэлектрический модуль с оптическими элементами, такими как линзы Френеля, для фокусировки солнечного света на солнечной ячейке с уменьшенной площадью поверхности. Большинство концентраторных систем должны быть направлены непосредственно на солнце. Они способны увеличить поток солнечного света в сотни раз.
Использование концентратора, направление света на фотоэлементы является одним из методов повышения выходной мощности солнечных систем. Для этого могут использоваться оптические светоприемники, такие как линзы или зеркала. Конденсационные фотоэлектрические системы — это название фотоэлектрических систем, которые используют преимущества сфокусированного света. CPV собирают свет из более широкой области и концентрируют его на солнечном элементе с меньшей площадью поверхности.
Какие типы солнечных элементов используются в технологии CPV?
В технологиях CPV можно использовать многослойные ячейки с более низкой эффективностью; наибольшую эффективность имеют ячейки на основе кремния, CdTe и CIGS (селенида меди, индия и галлия). Эффективность этих многослойных ячеек в полевых условиях составляет около 30 процентов, а в лабораторных экспериментах она достигала 40 процентов.
Только прямое лучевое излучение, а не рассеянное излучение, может использоваться CPV (рассеянное облаками и атмосферой). Поэтому места с высокой прямой нормальной облученностью являются наилучшими кандидатами для этих систем.
Отслеживание положения солнца необходимо для обеспечения высокой производительности солнечных элементов и оптимальной концентрации света. Отслеживание особенно важно для систем с высокой концентрацией света. Концентрацию солнечного излучения часто можно разделить на три категории: низкая, средняя и высокая.
Многослойные фотоэлементы способны улавливать значительное количество солнечного света, что требует более сложных систем охлаждения и слежения, а это может привести к увеличению затрат на электроэнергию.
Какова стоимость технологии CPV?
Ожидается, что на рынке технология CPV будет развиваться и процветать. Благодаря использованию значительно меньших по размеру солнечных элементов для преобразования концентрированного света, что означает гораздо меньший расход полупроводниковых фотоэлектрических материалов, технология CPV является более экономически эффективной. Кроме того, оптика системы состоит из стекла и, как правило, стоит дешевле самих элементов.
Читайте также: Что такое проводимость?
Для предотвращения локального перегрева (горячих точек), который может повредить фотоэлектрический материал, системы концентрированной фотовольтаики (CPV) могут создавать значительно повышенные температуры на поверхности фотоэлектрического материала. Кроме того, при высоких температурах термодинамическая эффективность фотоэлектрического преобразования снижается, поэтому охлаждение было бы целесообразным.
Методы охлаждения включают пассивное и активное. Активное охлаждение не требуется для ячеек CPV с низкими и средними коэффициентами концентрации из-за скромных достигаемых температур. Для ячеек с высокой концентрацией необходимы радиаторы большой емкости, чтобы предотвратить термическую деградацию материалов.
