Þakstyrkjandi ljósvökvi vinna mikið yfir kísil í prófunum utandyra

& quot;Sólarsellur voru áður dýrar, en núna'eru þær að verða mjög ódýrar," sagði Chris Giebink, Charles K. Etner lektor í rafmagnsverkfræði, Penn State."Þar af leiðandi er sólarsellan ekki lengur ríkjandi kostnaður orkunnar sem hún framleiðir. Meirihluti kostnaðarins liggur í auknum mæli í öllu öðru -- inverterinu, uppsetningarvinnunni, leyfisgjöldum osfrv. -- öllu því sem við vanræktum."

Þetta breytta efnahagslandslag hefur sett hámarks skilvirkni. Öfugt við sílikon sólarrafhlöður, sem nú eru ráðandi á markaðnum með 15 til 20 prósenta skilvirkni, einbeitir ljósavökva sólarljósi að smærri, en miklu skilvirkari sólarsellum eins og þeim sem notaðar eru á gervihnöttum, til að gera heildarhagkvæmni upp á 35 til 40 prósent. Núverandi CPV kerfi eru stór - á stærð við auglýsingaskilti - og þurfa að snúast til að fylgjast með sólinni á daginn. Þessi kerfi virka vel á opnum svæðum með miklu plássi og mikilli beinni sól.

& quot; Það sem við' erum að reyna að gera er að búa til hágæða CPV kerfi í formþátt hefðbundins kísil sólarplötu," sagði Giebink.

Til að gera þetta settu rannsakendur örsmáar sólarsellur með mörgum mótum, u.þ.b. hálfan millimetra ferning, inn í glerplötu sem rennur á milli tveggja linsusetta úr plasti. Allt fyrirkomulagið er um það bil tveir sentímetrar á þykkt og rakningin er gerð með því að renna blaðinu af sólarsellum til hliðar á milli linsulínunnar á meðan spjaldið er fast á þakinu. Heils dags's virði af mælingu krefst um eins sentímetra hreyfingar, sem er nánast ómerkjanlegt.

& quot;Markmið okkar í þessum nýlegu tilraunum var að sýna fram á tæknilega hagkvæmni slíks kerfis," sagði Giebink."Við settum saman frumgerð með einni örfrumu og linsupar sem einbeitti sólarljósi meira en 600 sinnum, tók það utandyra og lét það rekja sólina sjálfkrafa yfir heilan dag."

Vegna þess að teymið þurfti að vita nákvæmlega hversu mikið bein og dreifð sólarljós var meðan á prófuninni stóð, settu þeir upp á Russell E. Larson landbúnaðarrannsóknarmiðstöðinni í Penn State þar sem er eftirlitsstaður fyrir yfirborðsgeislun frá National Oceanic and Atmospheric Administration. Framhaldsnemar Jared Price og Alex Grede unnu í samstarfi við Baomin Wang, doktorsnema, við að prófa kerfið á tveimur sólríkum dögum frá dögun til kvölds við hlið kísilsólarsellu í atvinnuskyni.

Rannsakendur segja frá því í Nature Energy að CPV kerfið hafi náð 30 prósent skilvirkni, öfugt við 17 prósent skilvirkni kísilfrumunnar. Allt saman yfir allan daginn framleiddi CPV kerfið 54 prósent meiri orku en kísillinn og hefði getað náð 73 prósentum ef forðast væri að hitna örfrumu frá sterku sólarljósi.

Samkvæmt Giebink væri þessi innbyggða mælingar CPV tækni fullkomin fyrir staði með mikið af beinu sólarljósi, eins og suðvesturhluta Bandaríkjanna eða Ástralíu.

Giebink bendir á að enn séu stórar áskoranir framundan við að stækka kerfið á stærri svæði og sanna að það geti starfað áreiðanlega til lengri tíma litið, en hann er enn bjartsýnn.

& quot; Með réttri verkfræði erum við' að skoða skrefbreytingu á skilvirkni sem gæti verið gagnleg í forritum allt frá húsþökum til rafknúinna ökutækja-í raun hvar sem er' s mikilvægt að framleiða mikið af sólarorku frá takmörkuðu svæði."