211service.com
Holografinis saulės elementas
Šiuo metu pagrindinis saulės energijos apribojimas yra kaina, nes kristalinis silicis, naudojamas daugumai saulės fotovoltinių (PV) elementų, yra labai brangus. Vienas iš būdų, kaip įveikti šį išlaidų veiksnį, yra sutelkti saulės šviesą naudojant veidrodžius arba lęšius, taip sumažinant bendrą silicio plotą, reikalingą tam tikram elektros energijos kiekiui pagaminti. Tačiau tradiciniai šviesos koncentratoriai yra nepatogūs ir nepatrauklūs – nelabai tinkami naudoti ant priemiesčių stogų.
Prism Solar koncentratoriuose silicio saulės elementų eilės kaitaliojasi su skaidrių hologramų eilėmis. (Prism Solar sutikimas)
Dabar „Prism Solar Technologies“. iš Stone Ridge, NY, sukūrė koncepcijos įrodymą saulės modulį, kuris naudoja hologramas šviesai sutelkti, galbūt net 75 procentais sumažindamas saulės modulių kainą, todėl jie yra konkurencingi elektros energijai, pagamintai iš iškastinio kuro.
Naujoji technologija negražius koncentratorius pakeičia aptakiomis plokščiomis plokštėmis, laminuotomis hologramomis. Plokštės, teigia įmonės prezidentas ir generalinis direktorius Rickas Lewandowskis, yra elegantiškesnis sprendimas tradiciniams koncentratoriams ir gali būti montuojamos ant stogų arba netgi įmontuojamos į langus ir stiklines duris.
Sistemai reikia nuo 25 iki 85 procentų mažiau silicio nei panašios galios kristalinio silicio plokštės, sako Lewandowski, nes fotovoltinė medžiaga neturi dengti viso saulės baterijos paviršiaus. Vietoj to, PV medžiaga yra išdėstyta keliomis eilėmis. Hologramų sluoksnis – lazeriu sukurti raštai, difrakcuojantys šviesą – nukreipia šviesą į stiklo sluoksnį, kur ji toliau atsispindi nuo vidinio stiklo paviršiaus, kol atsiduria vienoje iš PV silicio juostelių. Jis teigia, kad sumažinus reikalingos fotovoltinės medžiagos kiekį, kristalinio silicio plokščių sąnaudos gali sumažėti nuo maždaug 4 USD už vatą iki 1,50 USD.
Bendrovė tikisi pritraukti dar 6 milijonus dolerių iš suinteresuotų rizikos kapitalistų ir iki metų pabaigos pradėti gaminti savo pirmosios kartos modulius, parduodant juos maždaug 2,40 USD už vatą. Naujos kartos moduliai su pažangesnėmis technologijomis turėtų dar labiau sumažinti išlaidas.
Savo gebėjimu koncentruoti šviesą hologramos nėra tokios galingos kaip įprasti koncentratoriai. Jie gali padauginti į ląsteles patenkančios šviesos kiekį tik 10 kartų, o lęšiais pagrįstos sistemos gali padidinti šviesą 100 kartų, o kai kurios net iki 1000.
Tačiau tradiciniai koncentratoriai yra sudėtingi. Kadangi šviesą fokusuojantys lęšiai ar veidrodžiai turi būti nukreipti tiesiai į saulę, jie turi mechaniškai sekti saulę. Jie taip pat šildo saulės elementus, todėl jiems reikia aušinimo sistemos. Dėl to, nors jie nukreipia šviesą intensyviau nei holograminis prietaisas, jie yra nepatogūs... ir nėra tokie praktiški naudoti namuose, sako Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos atstovas George'as Douglasas.
Hologramos turi pranašumų, kompensuojančių jų santykinai silpną koncentracijos galią. Jie gali pasirinkti tam tikrus dažnius ir sutelkti juos į saulės elementus, kurie geriausiai veikia šiais dažniais, paverčiant maksimalią įmanomą šviesą elektra. Jie taip pat gali būti nukreipti šilumą generuojančius dažnius nuo elementų, todėl sistemos nereikia vėsinti. Tokiu būdu jūs efektyviai išnaudojate tik tą saulės šviesos dalį, kuri tikrai svarbi, sako Selimas Šahriaras , Šiaurės vakarų universiteto Evanstone, IL, atominių ir fotoninių technologijų laboratorijos direktorius.
Be to, skirtingos koncentratoriaus modulio hologramos gali būti sukurtos taip, kad sufokusuotų šviesą iš skirtingų kampų, todėl joms nereikia judančių dalių saulei sekti.
Prism Solar sistema turi šiuos privalumus. Nepaisant to, norėdama konkuruoti su kitomis šiandien prieinamomis saulės technologijomis, įmonei gali tekti sumažinti savo kainą žemiau 2,40 USD už vatą, sako Christo Stojanoff, Vokietijos Acheno technologijos universiteto inžinerijos profesorius emeritas.
Generalinis direktorius Lewandowskis sako, kad holografiniai moduliai po kelerių metų kainuos apie 1,50 USD už vatą, naudojant antrosios kartos technologiją, kurią naudojant saulės elementai bus įterpti tarp dviejų stiklo plokščių su hologramomis. San Franciske, Kalifornijoje įsikūrusi tyrimų ir konsultacijų bendrovė, už tokią kainą jie pradės konkuruoti su iškastiniu kuru pagaminta elektra, kuri dabar kainuoja beveik tris kartus pigiau nei įprasta saulės energija. Saulės zvimbimas .
Intensyvus modulių stiklo naudojimas gali padidinti jų kainą, sako Douglasas. Vis dėlto tokia nauja idėja apie koncentratorių, naudojant hologramas, galėtų būti pelninga investicija, nes jam reikia mažiau silicio nei plokštiems moduliams, todėl sutaupoma pinigų. Pasak jo, didelė saulės elementų paklausa Vokietijoje ir kitose Europos šalyse viršijo pasiūlą, o tai sukėlė silicio trūkumą ir gamybos trūkumą fotoelektros pasaulyje.
Nors holografinių saulės koncentratorių idėja sklando nuo devintojo dešimtmečio pradžios, kaip teigia profesorius Stojanoffas, plačiai tyrinėjęs šią techniką. Jo įmonė Holotec GmbH Achene (Vokietija) tiria ir gamina holografines medžiagas. Be to, „Northeast Photosciences“, Hollis, NH įsikūrusi bendrovė, priartėjo prie gamybos, kol ji nustojo veikti dėl priežasčių, nesusijusių su technologija ar finansais, sako jis.
Taigi, jei viskas vyks pagal planą, Prism Solar gali būti pirmoji įmonė, gaminanti ir parduodanti holografinius saulės koncentratorių modulius.