Optikai koncentráció félvezető napelemekhez Fogalma A hatásfok javulásának eredete A koncentrátorok gyakorlati megvalósítási lehetőségei Példák
Optikai koncentráció A „híg” energia összegyűjtése nagyobb felületről, elnyeletése kisebb felületen. Optikailag közelebb visszük a cellát a sugárzó forráshoz !
Hátrányok: 1.Csak a direkt fényt használják fel, pedig a beérkező szórt komponens %-a lehet a beeső összes sugárzásnak. 2.A koncentrátornak mindig a nap felé kell néznie (napkövető automatika kell, nagyobb beruházási és fenntartási költséggel). Előny: 1. Kisebb napelemfelület kell. 2. A hatásfok megnövekedése. Hát ez meg mitől ??? Optikai koncentráció Hatásfok: fotogeneráció/termikus generáció.
A rövidzárási áram nő a koncentrációval: C: az optikai koncentráció mértéke (az átlagos besugárzás az A r elnyelő felületen osztva a besugárzással a koncentrátor bemenetén)
Az üresjárási feszültség: A teljesítmény: …több lesz ! A hatásfok is nő !
A koncentráció növelésével nő az áram, és négyzetesen nő a soros ellenálláson kialakuló veszteség: Az optimum: 1.Nagyon jó cellát kell készíteni ahhoz, hogy érdemes legyen koncentrálni ! 2.Rossz cella (nagy R s ) esetén már az 1sun is „túl erős” megvilágítás !
Jó hatásfok: több pn átmenetes cella Bonyolult technológia: -drága, -több átmenet: többet vesztünk a réven, mint amennyit nyerünk a vámon.
Három pn átmenet, két alagutas átmenet:
Technológiai nehézségek bonyolult rétegszerkezet rácsállandó illesztetlenségek
Optikai koncentrátorok
Fresnel lencse: kevesebb anyag, kisebb tömeg olcsóbb és kisebb veszteséget okoz a jóminőségű Fresnel lencs 1000 síkot is tartalmazhat centiméterenként. Optikai koncentrátorok
Erős koncentrálás parabolatükörrel Hűtés !!!
Optikai koncentráció Parabolikus tükörrel: Kramer Junction, California, power plant
Naperőmű (Egyesült Arab Emírség, 2013) lakás évi 175 ezer tonna szén- dioxid
10 Kw Eurodish -Almeria Spain Optikai koncentráció
Fix pontra vetítéssel: Advanced Thermal Systems 150-m 2 Heliostat The Solar Two power tower Optikai koncentráció
Dish Shape
Kétlépcsős koncentrálás: Hátrány: igen drága, további optikai veszteségek. Optikai koncentráció