Концентриращи фотоволтаици от Solfocus
June 30, 2008
Относно факта, че слънчевата енергия е най-изобилния енергиен ресурс на планетата всички са единодушни. Слънчевата енергия, която достига до земната повърхност само за 1 час би могла да задоволи енергийните нужди на цялото човечество за една цяла година. Не е изненадващо, че в търсене на начини за най-ефективното и превръщане в електричество непрекъснато се появавят нови и нови технически решения.
Една позабравена във времето технология трайно се завръща. Това са CPV – концентриращите фотоволтаици. Първоначално те са разработвани за ползване в космоса и теоретичните основи са поставени още през 70-те години на миналия век. Вече ви представихме решението на SUNRGY . Сега благодарение на Solfocus още една разновидност на технологията се очаква в скоро време да бъде на пазара. С така жадуваното от всички обещание да снижи цената на соларното електричество до нивата, на които се добива от традиционните изкопаеми горива.
Принципът на превръщане на слънчевата енергия в електрическа от CPV е същият като при обикновените фотоволтаици. Разликата е в добавянето на оптична система, която фокусира слънчевата светлина върху малка площ. Могат да бъдат оприличени на телескопи, които следят движението на слънцето. Нивото на концентрация може да бъде различно, в резултат на което има три основни класа – с ниска концентрация – х10; средна концентрация – от х10 до х100; и висока концентрация – над х100 до х1000.
CPV панелите на SolFocus се монтират на двуосни тракери, които осигуряват доброто следене на слънцето от системата. Тракерите са проектирани от InSpira, ползващи се с изключително признание за своята надеждност и акуратност.
Има две основни причини, които правят тази технология икономически изгодна. Първата е използването на оптика – чрез нея на 1 кв.см се насочва светлината от 500 кв см. Тъй като при повечето PV клетки има линейна зависимост между генерираното електричество и количеството на слетлината, която попада върху тях, то това означава че в конвертора ще се подаде 500 пъти повече енергия. Оттук цената на самата PV клетка ще има 500 по-малка тежест в цената на единица енергия.
Втората причина е, че производството на CPV-системи може лесно да започне в голям мащаб поради факта, че се ползват технологии и методи от други индустриални сектори, където има развити мощности и познания – автомобилната и оптическата индустрия . Голям плюс е използването на по-достъпни и по-евтини материали в сравнение с класическите фотоволтаици – над 95 % от материалите в една CPV-клетка са стъкло и алуминий. Освен това те са по-добре пригодени за експлоатация на открито, при променящи се външни условия.
По материали от: Technology reveiw
|
Био на автора: Севдалина: Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят. |
Още по темата:
30 Jun 08
4:23 pm
Супер новина, фокусиращите фотоволтаица са ми любима технология, точно заради огромният им потенциал да превърнат слънчевата енергия в достъпен източник на дребно!
30 Jun 08
4:57 pm
Надявам се по-бързо да навлязат на българския пазар и да са достатъчно достъпни. От една страна имаме много слънчеви дни в сравнение със страни като Германия (където знаем има много соларни панели) от друга аз лично предпочитам да не плащам огромни суми на не особено коректни компании като НЕК.
30 Jun 08
6:28 pm
Ангел, това е с=за тебе, въпреки, че може да го знаеш http://www.energylan.sandia.gov/sunlab/overview.htm – струва си да се види.
30 Jun 08
9:08 pm
Мерси Joro, наистина много интересен преглег си предложил. Прави ми впечатление, че повечето от тези евтини слънчеви решения все още използват конвенционални турбини и гореща вода, за да достигнат толкова висока ефективност на конверсията. Фотоволтаиците от своя страна са хем скъпи, хем (за момента) са с ефективност под 20%. При нагряване на вода, този процент е много по-висок, защото няма много загуби.
16 Jul 08
9:55 am
[...] използваха оптични приспособления – огледала или лещи. Но при тях има явни недостатъци –например опасност [...]
13 Sep 08
2:56 pm
[...] Концентриращи фотоволтаици от Solfocus (5) [...]
22 Sep 08
8:24 am
[...] Концентриращи фотоволтаици от Solfocus (6) [...]
09 Nov 08
3:19 am
[...] Концентриращи фотоволтаици от Solfocus (7) [...]
18 Mar 09
8:38 pm
КАК Е РЕШЕН ПРОБЛЕМА С ОХЛАЖДАНЕТО НА ЕЛЕМЕНТИТЕ?
29 May 09
12:09 pm
Здравеите приятели,бихте ли дали съвет как да си направя градинско осветление /8бр/ с малки фотоболтаични панели и светодиоди,или нещо подобно
29 May 09
1:50 pm
Здравей Иван, ако знаеш английски, готов си да си поиграеш малко с електроника и искаш нещо наистина яко виж тук.
Проекта е Imhotep’s Radiant Oscilattor – обяснява се как да си направиш супер ефективно осветление, може да работи и с много малки слънчеви панели.
16 Jul 09
3:09 pm
Насочването на панелите фотоволте към слънцето, особено в двете оси на пространството, никак не е проста работа: едната ос следва годишните времена, т.е. изменя се за цяла година, а другата следва слънцето в денонощното му движение. Софтуера и електрониката, без каквато и да е намеса на човека, никак не е проста и съответно не е ефтина….тя е икономически изгодна само за големи електоферми, които произвеждат достатъчно количество енегрия. Вторият проблем, както правилно отбеляза тук Ичо е свързан с охлаждането на конверторния панел във фокуса на огледалото, където се произвежда електричеството. Охлаждането се състои в отнемане на инфрачервения спектър от светлината, което не е лесно, без да се намалява ефективността на самия панел. Така че…..идеални неща няма както виждате….!
03 Aug 09
12:03 pm
В добавка към горния пост мога да допълня че следящите системи нямат трайността на стационарните освен това че са скъпи и сложни. Освен този проблем тук поддържането на огледалната повръхност става от критично значение. Процеса на миене на параболичните огледала е много по-времеемък и следователно скъп от този на плоските модули. Освен миенето е много вероятно да се налага и полиране на огледалната повръхност( все пак говорим за срок от десетилетия) което е още по-скъп и сложен процес по време на който централата не работи. И на трето място автора е пропуснал да спомене че концентриращите системи работят само със пряка слънчева радиация. Докато за нашите условия от 40 до 60% от осветеността се пада на разсеяната слънчева радиация. Всичко това показва че концентриращите системи в България нямат приложение. Има идеи за концентратори работещи със стирлионгова когенерация и ( или ) със високоефективни соларни клетки стигащи до 30-40% и нагоре конверсия на енергията. При това положение може би проблема с изпускането на разсеяната светлина ще бъде решен. Но проблемите със сравнително неподходящия климат за монтиране на тракери си остават. Може би в бъдеще ще видим бум на подобни системи, но засега се залага на класиката.
До колкото си спомням следящи системи монтираха в пустините.
03 Aug 09
12:47 pm
Ангеле, само кусури намираш. При всяка една технология има препятствия за преодоляване. Насочването и почистването на панелите е по-сложно отколкото да стаят стационарни, но пък ефективността на системата се покачва и тогава допълнителната стойност си заслужава. Механизмът за насочване и чистене не е нищо сложно. Пряката слънчева светлина също не е проблем. За момента концентрираните слънчеви системи са най-добрият възобновим източник.
03 Aug 09
6:22 pm
Май ми е вградено да търся проблеми.
))
А това определено е впечатляващо.
Съгласен съм че при сравнение на системи с тракери и стационарни системи ефективността нараства достатъчно за да е глупаво да се пренебрегне идеята. Тук въпроса е да се подберат подходящите тракери които да издържат на подходящия климат. Дори в момента се смята че най-бързоизплащащата се инвестиция е едноосния тракер.
А по въпроса за пряката светлина не съм съгласен че не е проблем. Не е проблем ако се използват клетки чиято ефективност е достатъчно висока че да компенсира факта че с концентраторите директно изпускаме половината от падащата енергия. За това споменах стирлинговата когенерация и смятам че там е бъдещето. Предполагам че не съм ровил по абсолютно всички производители, но въпреки това подобни системи се произвеждат в момента и при когенератори с концентратори и високотемпературни клетки коефициента на превръщане може да се вдигне над 50%. Това за серийни системи намиращи се в продажба, а не за лабораторни експерименти.
03 Aug 09
9:43 pm
Да, май има такова нещо…
Добре Ангел, накратко за проблемите, които ти постави:
1.Миене
1.1. Аз лично проблемите с праха бих ги с нещо като чистачка (с дъгообразна форма или с променлива форма), ноо.. която не опира огледалото (да кажем на около 1 cm от повърхността), а пръска дестилирана (дъждовна) вода от десетки (или стотици) малки дюзи. И се движи кръгово по чинията, като оста е в центъра.
1.2. Като казах дъждовна – може огледалото да е покрито с някое хидрофобно покритие позволяващо на дъждовната вода да се стича и да мие, или покритие непозволяващо задържане на прах. Сега такива (нано…) има.
1.3. В пустинята? А ако „чистачката“ от 1.1. обдухва с въздух?.. Заради сухият въздух пустинният пясък не би могъл да „полепне“. Може да се ползва ултразвук – отзад по огледалото да се поставят наколко пиезо пластини, кондензаторен или магнито-стрикционен говорител.. Така се чистят лещи в някои фотоапарати. Тук трябва да се внимава с източника и силата, защото фотоволтаикът във фокуса ще се разруши по интересен начин..
Чистенето може да се прави през нощта.
За скъпите тракери.. Аз мисля че може да се направи нещо трайно и да не е скъпо. Тук обаче производителите имат думата, а борбата им е да се направи максимално ефтино продукт, който да се продаде максимално скъпо. Тракерите могат да се защитят от въздействията на околната среда – да се облекът в топло и благоизолиращи маншони (ак са рейки) или да се скрият в „ставите“ ако са зъбни колела. Десетки години могат да изкарат.
04 Aug 09
7:13 am
Проблема с миенето е малко по-сложен. Тук не става дума за нещо което да действа седмица или месец. Минимума при соларните инсталации е 25 години, като често днешните инсталаци се строят с перспективата да имат 50-годишен живот. Което силно стеснява избора на материали. Един такъв срок мисля че е достатъчен за да се повреди огледалната повръхност от паха в природата, при това неведнъж.
За автоматични системи за миене не съм чувал. Идеята е интересна и дори би имала приложение и в нормалните модули. Но тя е още едно перо което оскъпява началните инвестиции и добавя още един значим разход. В този смисъл дестилирана вода абсолютно не! Най-много да има сонда в същия терен от която вятърна помпа да изпомпва водата необходима за почистване и за напояване на разстителността в основата на централата( нещо като ливада). Но това задължително трябва да се сметне до колко би повишило ефективностт на системата. Нека да сметнем грубо за една малка централа с 500 модула. Ако предположим че всеки модул се почиства от две автомобилни чистачки, като въпросните чистачки са от най-евтините купени от китайските магазини и въпреки това чистят добре и издържат една година( съмнително е но да го предположим), това означава че годишно ще ни трябват 1000 до 2000 лева за чистачки( тук не съм сигурен не съм купувал чистачки от магазин за един лев така че цената може и да е по-висока). Като вземеш предвид че годишния доход е около 50 000 значи между два и четири процента от дохода го влагаш директно за чистачки от най-големите боклуци. А какъв процент от производството на централата отива за захранване на почистващата система? Мисля че в случая трябва да се сметне какво би било повишаването на ефективността в следствие на редовното миене и да се сравни с разходите за една такава автоматична система.
А по въпроса за тракерите съм съгласен. Сега не мога да кажа нищо като цени, но четох за предлаганите в момента модели че не отговарят на изискването да издържат на нашите климатични условия. Примерно бях чел за проектна здравина някъде от порядъка на 50 килограма на квадратен метър, а при нас поради снега се налага конструкцията да издържа поне 150 килограма. По тази причина първите централи с тракери тук вече започват да имат проблеми.
04 Aug 09
8:56 am
За чистачката – на мнение съм че трябва да се проектира и направи специално, не да се ползва нещо готово. Чистачката е повече пръскалка (раздупчена мтръбичка или с дюзички), но ще движи близко над огледалото за да се минимизират загубите от налягане и изпарение (по-високо налягане на струйките = по-малък разход на вода). Така както го мисля ще надживее съоръжението, а ко е необходино чистачката че се прибира (автоматично) някъде за да се пази от външни въздействия. Подходящо подбраната форма (на системата чистачка огледало) ще елиминира нуждата от допълнителни съоръжения и автоматика. Ако няма такова нещо, ще се сети някой, ако не, аз по някое време ще го реализирам.
Тук (http://greentech-bg.net/?p=4120) съм споменал за управляващата електроника.
За тракерите – Проблема на повечето вносители дето се опитват да внасят (и нагаждат) такива неща е че те са само търговци (без някаква техническа грамотност), а не производители и проектанти, но се опитват да експериментират.
04 Aug 09
10:37 am
Съгласен съм на 100% с горното. С една добавка. Когато се шроектира устройство за дълъг живот, практиката е показала че единствено пределно прости конструкции с минимален брой елементи изпълнени от традиционни здрави материали с голям запас от здравина имат приложение. Всички високотехнологични заигравки по дефиниция са с по-голяма аварийност. Освен това самите модули са нископроизводителни и поддържащата механика трябва да използва много малък процент от произвежданата енергия ако искаме да е ефективна. От тази гледна точка наличието на помпи и чистачки не е задължително да е конкурентноспособно дори на един човек с кофа и ръчно миене.