GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Акрилни соларни концентратори от Канада

February 20, 2009

solar_x220
Ние сме представяли множество видове соларни концентратори, които имат голям потенциал поради факта, че минимизират значително соларните клетки във фотоволтаичните панели и по-този начин намаляватт цената им.

Днес искаме да ви представим един нов тип соларен концентратор – т.нар. Light-Guide Solar Optic (LSO), който за разлика от съществуващите досега предлага дизайн, в който няма огледала, сложна оптика или специални химикали за улавяне и направляване на светлината. „Това е чисто геометрична оптика” – казва Nicolas Morgan – директор по бизнес развитие в компанията от Торонто Morgan Solar.

Новият концентратор представлява плоска, тънка акрилна оптика, която улавя светлината и я насочва към центъра. Там е поставен друг, кръгъл оптичен елемент, изработен от стъкло. Той концентира допълнително светлината около 20 пъти и я пречупва под 90 градуса.

Фотоволтаична клетка с миниатюрни размери е вградена точно в центъра, под стъклената леща, където абсорбира пречупената светлина. Няма въздушна камера, няма капризни елементи, които могат да се разместят. Единственият проблем остава да се контролира ъгъла, под който светлината попада в целия елемент, т.е. все пак са необходими трекери.

Самият акрилен оптичен елемент ползва принципа на т.нар. общо вътрешно отразяване – ъгълът, под който сноп светлина вътре в оптичния материал се отразява обратно в материала вместо да се отрази навън.

Тънкостта е да се „формова” акрилния оптичен елемент така че да пречупва светлината под точно определен ъгъл, когато тя попадне в него и да я насочи към увеличителната лупа в центъра. Прецизността е най-съществената част – не само в проектирането на оптичните елементи, но и при изработването на леярските форми за масовото им производство.

Ray LaPierre, професор по инженерна физика към McMaster Universityв Онтарио, Канада и експерт в областта на високоефективните соларни клетки казва: „Дизайнът им е определено новаторски, смислен от физична гледна точка и има голям шанс да направи революция в областта на соларните концентратори”.

Според Nicolas Morgan компанията ще бъде в състояние да предложи на пазара готова система до 2011 година при цена на ват под един долар, а при известни подобрения и по-малко. Засега се предвижда акрилните елементи да имат живот до 25 години.

Няколко пилотни проекти ще се осъществят още през тази година, а началото на производство за пазара се очаква да започне през 2010.

По материали от: www.technologyreview.com

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: енергия от слънцето, иновативен дизайн, концентриращи фотоволтаици, соларна енергия, соларни концентратори

  1. malinita
    20 Feb 09
    10:58 am

    Свежо: Определено търсенията не спират. А когато търсиш нещо, например ключовете си (извинявам се за простичкия пример), ако не ги намериш на шкафа, значи просто не търсиш в правилната посока. Добре е, че сменят посоката.

  2. Интересна статия! Аз вярвам в концентраторите и за мен лично това са едни от най-интересните технологии, защото имат потенциала да са изключително евтини и достъпни.

    Миналата година писахме за SUNGRI, пак соларни концентратори, които ще се изплащат за няколко години и енергията ще е по-евтина от тази на мрежата. Ще се появят на пазара след около година. С нетърпение очаквам да видя какво ще излезе от цялата тази работа 🙂

  3. gd.bg
    20 Feb 09
    2:59 pm

    Свежо: Интересно. Някой ползвал ли е от наличните в Б-я слънчеви панели или батерии които се поставят на покрива?

  4. Тодор Узунов
    20 Feb 09
    5:40 pm

    Много добра идея, само не разбрах защо са ги замислили плоски след като ако се проектират като полусфера в който стъкления колеткор да е в фокусния център на сферата няма да са неоходими и трекери дори… 😉

  5. Joro
    21 Feb 09
    2:01 am

    Защото ако го изпълнят като полусфера недостатъците ще са малко повече – по-голям обем, повече материал и по-голямо тегло и всичко това може да достигне десетина пъти „по“, зависи колко искаме да е показателя на пречупване. Като следствие от тежестта и следящият слънцето механизъм (нали е концентратор) и стойката ще трябва да се правят по-яки.
    Друго се чудя.. Защо и оригиналната статия не са упоменали,че това нещо се нарича Френелова леща (fresnel lens), която вместо от лещовидно тяло се състои от фокални повърхности (може би на това казваш „трекери“ @Тодор) сеченията на които
    всъщност са призми или образно казано елементите на обикновена леща.
    Но стига приказки ето няколко линка, виж това по-добре:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_lens
    Между другото дали поликарбонат не е по-подходящ за целта? Нали уж не старее от UV?

  6. Димитър Милев
    21 Feb 09
    10:19 pm

    Тази леща е българско изобретение и е известна като“френелова“леща .Ако някой си направи труда да погледне светофарите в софия ще види,че стъклата са точно такива.

  7. Peacekeeper
    22 Feb 09
    1:09 am

    В йоносферата на Земята има 1000 пъти повече енергия, отколкото консумира света за 1 година. Тесла е имал такъв проект да построи кула, която да улавя тази заседнала слънчева енергия, но Морган го спира…

  8. Тодор Узунов
    22 Feb 09
    5:12 pm

    @Joro може би не съм се изразил както трябва, имам предвид сферата да е куха, а не плътна( което наистина ще доведе до увеличаване на теглото в стотици, ако не и хиляди пъти). Не е задължително стъкления колеткор (които събира светлината и я пречупва под 90 градуса) да е в самия акрилен слой което от своя страна няма да увеличи теглото на самия концентратор, а относно „трекерите“ просто цитирам статията, които би трябвало да са самия следящ слънцето механизъм, а това което имам предвид е че ако се проектира като сфера ще се избегне и нуждата от такъв механизъм тъй като концентратора ще работи в всякаква позиция на слънцето през деня и дори през годината… А за материала всичко зависи от ъгъла на пречупване на светлината, което за различните материали е различен, но предполагам че може да се проектира и от поликарбонат. Относно това дали е “френелова“леща това мисля че не е толкова важно, ако е, който държи патента за нея да си се оправя с Morgan Solar… 🙂

  9. Joro
    22 Feb 09
    11:09 pm

    Аз не съм те разбрал, извинявай, Тодор. Значи идеята ти е да се елиминира следящият механизъм посредстом сфера-лупа (не е ли по-добре да е полусфера? Под хоризонта няма нужда) т.е. нещо дето фокусира в една точка, независимо къде е слънцето в небето? Нали?
    Ако е така, аз лично предполагам че ще е доста по-ниско ефективно отколкото плосък колектор (или концентратор като в статията) с форма на кръг, диаметър равен на този на сферата и снабден със следящ механизъм. Дори и защото много малка част от лъчите попаднали върху сферата ще са перпендикулярни на повърхността. Има и още ама без да рисувам ще ми е трудно..

  10. Тодор Узунов
    23 Feb 09
    10:54 am

    Да, имах предвид полусфера, съжалявам, чак когато пуснах коментара забелязах грешката си. Но след това се замислих, че плоскостта около фотоклетката също може да се използва за събиране на остатъчната светлина, която не е била фокусирана от полусферата така че отдолу също може да се проектира подобен на този плосък концентратор ( или да се направи цяла сфера), като този долен слой да е полу или напълно огледален. По този начин ще се концентрира (/оползотвори ) огромна част от слънчевата енергия. Относно попадналите лъчи върху сферата мисля че не си прав, защото не самата полусфера/сфера ще концентрира светлината, а призмите в слоя от който е съставена полусферата/сферата, които могат така да се проектират, че да са концентрират светлината в стъкления колеткор, така че не мисля че това че слънчевите лъчи не падат перпендикулярно на всяка точка от полусферата е проблем тук. По-големия проблем идва с охлаждането на полусферата/сферата тъй като се получава парников ефект, който обаче също може да се използва в една ферма от такива полусфери наредени една до друга, като се се направят миниатурни процепи които не мисля че ще се отразят на КПД-то на концентратора в горната част на полусферата и в долната част на огледалния концентратор и с помоща на немощна помпа да се изпомпва затопления въздух и той да се използва за затопляне на фреонен електрогенератор, който генерира допълнително елетроенергия, която смятам че ще е повече отколкото хаби помпата, а ако греша сигурен съм, че ще генерира енергията поне за охлаждане на полусферте…

  11. Joro
    23 Feb 09
    4:54 pm

    Hi again Тодор;
    Много се радвам, че насреща стои човек мислещ и запознат с технологиите 🙂
    Фреоновия електрогенератор е всъщност Стирлигов двигател с динамо, нали? Но да не бягаме от темата.. Аз обаче поддържам тезата че няма начин да имаш концентратор (с едно малко изключение дето вече се използва но и там има компромис, после ще си го призная), които не изисква следящ механизъм и да е ефективен. Защото като се мести слънцето и фокусът се мести. Това е независимо дали имаш призми по повърхността на стъклена свера или използваш кристално кълбо и в добавка посребрена долна половина.. Ако поставиш някво тяло от много призми по посока на местещият се фокус, загуба се явява попадането на светлината между различните призми – че имаш една част дето не се насочва добре.. Дай идея (ако все пак си открил нещо дето можеш да патентоваш, недей) как да разменяме картинки, щото аз пробвах един начин на сайта, но не се получи. Но ти гарантирам, че без (или по-точно с „пасивен“ следящ механизъм ще имаш светлинни загуби или неефективно използване на площта) Това обаче е моята гледна точка.
    А да си кажа – с цилиндричен концентратор (с цилиндричен фикус) можеш почти без следящ механизъм – ориентираш по посока на траекторията на слънцето.
    Ще се радвам за твоята гледна тчка ако ако нямаш пречка да я споделиш.
    Поздрави

  12. Тодор Узунов
    23 Feb 09
    6:05 pm

    За идея как да си кореспондираме мога да ти дам скайпа си стига да имаш желание за това – todoru. За загубите от горната полусфера се грижи именно долната полусфера, като се подредят една до друга няклко смятам че загубите допълнително ще се намалят тъй като част от неупотребената светлина която се разпръсква във всички страни ще влезе в съседните концентратори. Съгласен съм че с местенето на слънцето и фокуса се мести, но при известни изчисления за разположението и формата на призмите мисля че може да се постигне завидно концентриране равно по големина ако не и по-голямо от това ако се използва плосък концентратор със следящ механизъм. За патент не съм мислил, ама може и да се направи нещо по въпроса ако се напрвят някои изчисления и четежи стига да ми се избистри идеята в главата… 🙂 Цилиндричен концентратор решава проблема по подобен начин но не знам колко ще е ефенктивността му трябва да помисля по въпроса…

  13. Тодор Узунов
    24 Feb 09
    2:52 pm

    Та сега какво измислих тази нощ за цилиндичния концентратор докато спях… 😉 Мисля че вече тази идея е реализирана донякъде в слънчевите панели където концентратора е отражател под формата на половин цилиндър, над който на разстояние един радиус се постава тръба по която минава вода, която се затопля, ама мисля че си запознат с тях. Ако се реализира подобно на концентратора в статията с призми в слоя изграждащ цилиндъра или ще трябва повече от една фотоволтаична клетка или цилиндъра трябва да се извие като дъга, което почти става аналог на идеята ми за полусферата, а относно формата на цилиндъра трябва да е по-точно полуцилиндър, тъй като или клетката трябва да е вътре в цилиндъра или да е отрязан защото долната половина ще разсейва концентрираната светлина…

  14. Joro
    24 Feb 09
    3:09 pm

    Ще се видим в SKype довечера, не ми остана време снощи, ще гледам да не е така Georgi Semerdzhiev – така май бях..Под това име ще ме намериш..

  15. Joro
    24 Feb 09
    4:54 pm

    Пак ти казвам, няма начин без следене на слънцето. Винаги ще имаш разсейване. Следенето може да се осъществява и без движение на цялата установка а само чрез мърдане на самите призми по повърхността (ако е куха полусфера или полуцилиндър) или дори чрез някои от познатите електрооптични ефекти (има материали дето менят показателя на пречупване при прилагане на електрическо поле) но следене трябва обалагам се. Ще говорим. Просто защото трябва да проетктираш образа на слънцето б-ху фотоволт. клетка. А да, можеш да поставиш няколко ФВ клетки по направлението на движение на фокуса и електронно да ги комутираш.. Не съм убеден че е по-практично.

  16. superturismo
    24 Feb 09
    5:55 pm

    Момчета, съжалявам за офтопика, обаче защо нямате форум, където спокойно да се коментират статиите? Имам някои въпроси относно технологии, които не съм срещал сред статиите ви, но пък съм учил в университета. Например tandem cells или не знам на бг как се казва, но технологията се изразява в това един сноп светлина да се използва 2 или 3 пъти, като така КПД стига над 70%(das Licht auf 3 Frequenzen aufspalten) ? Не намирам в гугъл инфо къде могат да се купят, но и като цяло трудно се намира инфо. Много ме кефи сайта ви, отдавна e в bookmark toolbar, но понякога се нервирам като не мога да ви попитам нещо интересно 🙁 Наистина горещо се надявам скоро сайтът да се сдобие с форум. Особено в България трудно се намират хора с толкова иновативно и конструктивно мислене.

    За да не съм 100% офтопик ще кажа, че тази технология звучи много добре, но заради високия коефициент на концентрация, ще трябва изключително точен и силен позиционер. Според статистиката в БГ (примерно) веднъж на 10-12 години става много силна буря и има голяма вероятност да ни отнесе скъпото позиционерче 🙂 Иначе с нетърпение очаквам подобрения в сферата на концентрациятана светлина, както и на охлаждането на панелите.

  17. Севдалина Пеева
    24 Feb 09
    7:11 pm

    Ние не сме само момчета 🙂
    Но го приемам като комплимент – един вид мъжко момиче в групата 🙂
    А по въпроса за форума трябва да си каже думата Ангел, той е Technical CEO, аз съм само Content Editor.

  18. Не е никакъв проблем (технически) да се сложи и форум, но ме съмнява че ще има достатъчно хора които да пишат там. Поне така съдя от коментарите, но може и да се лъжа. Ако има и други, които искат форум, нека пишат тук.

  19. superturismo
    24 Feb 09
    8:27 pm

    Е, съмнявам се статията „Акрилни соларни концентратори от Канада“ да се превърне изведнъж в „реформатор“ и да предизвика създаването на форум :)) Обаче засмислете се къде другаде може да се обсъждат последните технологични постижения и да се обменят идеи (дори и да са чисто научни) в тази сфера. А и форумът дори да не е много активен, не пречи на никого, нали така 🙂 Поздрави!

  20. Тодор Узунов
    24 Feb 09
    9:14 pm

    @superturismo да ти кажа това ми е първото коментиране в този сайт макар да го следя отвреме навреме, по принцип съм програмист и поне от пръв поглед мога да кажа, че това е „wordpress“ сайт и за него има различни forum plugin-и като BBPress, Simple:Press, Simple Machines, WP Forum, MiniBB, PunBB и т.н. стига да желае админа/ката да сложи такъв 🙂 Относно tandem cells или многослойни фотоволтаични клетки – намерих интересен слънчев хидрогенератор с железно оксидни наночастици макар че ефективността му е доста ниска от 2.1% и теоритични 20% на основата тези клетки. Не знам за 70% ефективност или поне не теоретична, по-точно 86% при безкраен брой слоеве и перфектна осветеност плюс, това че се ползват сравнително скъпи технологии за създаването на слоевете, които улавят различните по дължина вълни, което малко оскъпява самата клетка, което определя и използването им предимно в сателитините слънчеви панели, но за широка употреба малко трудно да се говори, ако не се измисли някакъв по-евтин начин за направата на слоевете…

  21. Joro
    24 Feb 09
    10:32 pm

    @superturismo
    Форум е добра идея, но нека Ангел реши колко е резонно да го прави.
    Ангел, ти що признаваш, че хората са малко 🙂
    Относно въпроса – не е ли това дето излиза в Google? Напиш tandem cells па виж що резултат излиза, та и картинки много даже.. Снопът е бяла слънчева светлина, като се пропуска през няколко пласта клетки – т.е. няколко p-n прехода, като всеки от тях си спира своята дължина на вълната (цвят с други думи) и си пропуска останалите нататък..

  22. Joro
    24 Feb 09
    10:35 pm

    Оо, Тодор, не те видях sorry

  23. Ще сложа форум добавка към WordPress и ще видим какво ще се получи. Само че малко по-късно, че имаме напоследък доста проблеми с хостинга и май ще се наложи да се местим.

  24. киро
    16 Jun 09
    10:41 am

    Колеги, дренолови лещи произвежда яко Китай, но нямам време да ги търся , за да Ви дам данните…но според мен са добри/ като много китайски неща-евтини и сравнително надежни/ Ако някой намери производител, готов съм да купя за експеримент..все пак казват,че до 800 градуса на средно слънце прави на фокуса…

  25. Евгений
    03 Feb 10
    12:44 pm

    Френеловите лещи са наистина Българско изобретение, което беше засекретено от военните преди т.н. денократични промени. От няколко години са разсекретени и се произвеждат в Силистра. Има построени опитни образци.
    Трвбва повечко да се чете за да не измисляме пак колелото.

  26. Оххх абе дайте направо да кажем че целият свят е българско изобретение – типично по български.

  27. VODOROD25
    09 Jan 12
    9:44 pm

    Френеловите лещи (наименувани така по името на техния създател) са
    изобретени (развити) още преди два века от френския физик Августин-Жан
    Фрешнел. В България такива лещи се произвеждаха в „Оптикоелектрон“-
    гр.Панагюрище и действително Българската държава имаше успехи в тая
    област поне до 1990 г. или до момента на разпадане на Варшавския договор.
    Производството им наистина е било засекретено. Понастоящем много неща
    в България са се променили, така че и аз не зная какво е положението с
    тяхното производство сега.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>