211service.com
Układanie ogniw może sprawić, że energia słoneczna będzie tak tania jak gaz ziemny
Kiedy eksperci mówią o przyszłych ogniwach słonecznych, zwykle wspominają o egzotycznych materiałach i zjawiskach fizycznych. Jednak na krótką metę znacznie prostsze podejście — układanie różnych materiałów półprzewodnikowych, które zbierają różne częstotliwości światła — może zapewnić prawie taki sam wzrost wydajności, jak każdy radykalnie nowy projekt. A nowa technika produkcji może wkrótce uczynić to podejście praktycznym.
Łapacz słońca : Szereg soczewek stworzonych przez Sempriusa skupia światło na 132 000 maleńkich ogniw słonecznych.
Startup Zawsze , z siedzibą w Durham w Karolinie Północnej, twierdzi, że może szybko i tanio produkować bardzo wydajne skumulowane ogniwa słoneczne, otwierając drzwi do wydajności nawet do 50 procent. (Tradycyjne ogniwa słoneczne przetwarzają mniej niż 25 procent energii słonecznej na energię elektryczną.)
Sempriusz opracował trzy kluczowe innowacje: tani i szybki sposób układania ogniw w stosy, zastrzeżony sposób elektrycznego łączenia ogniw oraz nowy rodzaj kleju do łączenia ogniw. W swoich projektach Sempriusz wykorzystuje maleńkie pojedyncze ogniwa słoneczne, każde o średnicy mniejszej niż milimetr. Zmniejsza to koszty chłodzenia, a także pomaga poprawić wydajność.
Konwencjonalnym sposobem układania półprzewodników jest nakładanie na siebie warstw. Ale nie wszystkie półprzewodniki można łączyć w ten sposób, ponieważ ich struktura krystaliczna na to nie pozwala (patrz Materiał adaptacyjny może obniżyć koszty energii słonecznej o połowę). Sempriusz hoduje materiały półprzewodnikowe w konwencjonalny sposób, ale także łączy kilka różnych kombinacji, w wyniku czego powstaje panel słoneczny, który może wychwytywać więcej energii ze światła słonecznego.
Wieża słoneczna : Ułożone w stos ogniwo słoneczne wyprodukowane przez Sempriusa.
Sempriusz zademonstrował ogniwa wykonane z trzech materiałów półprzewodnikowych ułożonych na czwartym ogniwie słonecznym, które inaczej nie byłyby kompatybilne. W tym roku wykonała dwie wersje urządzenia, jedną o wydajności 43,9 proc., a drugą, z nieco innych materiałów, o wydajności 44,1 proc.
Podejście to nie tylko jest szybkie i precyzyjne, ale także umożliwia ponowne wykorzystanie drogich wafli krystalicznych, na których hodowane są wielozłączowe ogniwa słoneczne. Firma ma nadzieję, że docelowo połączy dwa urządzenia wielozłączowe, w sumie pięć lub sześć półprzewodników o bardzo wysokiej wydajności, przekraczającej 50 procent wydajności, mówi Scott Burroughs , wiceprezes ds. technologii w firmie Sempriusz. Mówi, że firma ma nadzieję, że uda się to osiągnąć w ciągu trzech do pięciu lat.
Jedynym haczykiem jest to, że ogniwa będą droższe niż konwencjonalne. Sarah Kurtz , główny naukowiec w Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej, mówi, że koszty nie spadną, dopóki produkcja nie rozpocznie się na dużą skalę.
Jednak dzięki ekonomii skali takie ogniwa mogą poprawić ekonomikę energii słonecznej. W skali od 80 do 100 megawatów rocznie zdolności produkcyjnej ogniwo o wydajności 50 procent umożliwiłoby osiągnięcie kosztów poniżej pięciu centów za kilowatogodzinę, mówi Burroughs. Amerykańska Agencja Informacji Energetycznej szacuje, że nowe elektrownie na gaz ziemny będą wytwarzać energię elektryczną na poziomie 6,4 centa za kilowatogodzinę.