екологічний форум - GreenHome
Логін:    Пароль:      Запам'ятати мене з цього комп'ютера    
Електричні фотопанелі, сонячні батареї. Розвиток галузі

 
Нова тема   Відповісти    Український екологічний форум -> Альтернативна енергетика. Сонячні системи
Попередня тема :: Наступна тема  
Автор Повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: середа лютого 24, 2010 3:38 pm    Тема повідомлення: Електричні фотопанелі, сонячні батареї. Розвиток галузі Відповісти цитуючи

У даній темі пропоную викладати інформацію про новітні розробки в галузі виробництва фотомодулів, електричних фотопанелей та систем на їх основі.
Розпочну зі статті про розроблений прототип високоефективних фотомодулів.

Прототип гнучкої високоефективної фотопанелі.

Каліфорнійському технологічному інституті (Caltech) з використанням відомих матеріалів у новому їх поєднанні розроблений прототип ефективного гнучкого фотомодулю, яка містить приблизно в 50-100 разів менше кремнію, ніж класична.

Новий масив поглинає до 96% сонячних променів на одній з довжин хвиль і 85% від усього падаючого сонячного світла. Це рекорд для матеріалів, створених спеціально для підвищення частки світла, що "з'їдається" фотоелектричним перетворювачем. Як зазначає один з авторів розробки Гаррі Етвотер (Harry Atwater), багато матеріалів добре поглинають світло (чорна фарба хоча б), але вони не генерують струм.

У даному випадку за чудовим захопленням падаючих променів слідує і генерація носіїв заряду. Досвід також показав дуже високу зовнішню і внутрішню квантову ефективність використаного напівпровідника при поглинанні їм фотонів, іншими словами - прототип фотопанелі має всі складові, щоб при належній подальшій розробці показати дуже високий сумарний ККД.

Але що найдивніше, у ряді побудованих зразків таке ефективне поглинання працювало при тому, що власне кремнієве покриття займало лише від 2% до 10% загальної площі фотомодулю (а в основному - менше 5%), так само, як і менше 5% від обсягу робочого шару. Практично все інше в новій системі займає простий прозорий полімер. Секрет такого "дива" - в цілій армії мікроскопічних колон (або провідків) з кремнію, встановлених перпендикулярно основі панелі.


Схема "пастки" для сонячних променів, побудованої в Каліфорнійському технологічному інституті (ілюстрація Caltech / Michael Kelzenberg).

Сама ідея структурування поверхні сонячнго осередка на мікро-і навіть нанорівні для радикального зростання засвоєння світла - не нова. У 2007 році з цією метою вчені побудували "Наноманхеттен" з вуглецевих нанотрубок, а в 2008-му багатошарове покриття з "лісів", "дерева" в яких представляли собою наностержні з діоксиду титану.

Проте автори нової роботи довели проект такого роду до досконалості. Вони поставили безліч дослідів з різними параметрами "колон" (зупинилися на діаметрі 1 мікрометр при довжині 30-100 мкм) і різними відстаннями між ними. Вчені з'ясували, що вигідно не зближувати занадто мікропровідки - прозорий простір між ними добре працює на багаторазову трансляцію променів - ті фотони, що не поглинаються кремнієвими стрижнями, відбиваються не вгору, а в сторони - на численні сусідні "колони".



Крім того, виявилося, що новий фотомодуль краще сприймає світло, що падає під різними кутами, ніж традиційний фотомодуль , чутливий до точного націлювання на Сонце.

Поки технологія апробована тільки на зовсім крихітних зразках (поперечником в десяток міліметрів). Наступним кроком дослідників буде побудова аналогічних перетворювачів більшого розміру та їх тестування.

Хома Ґрінкіна для GreenHome


Змінено: Хома Ґрінкіна (неділя березня 21, 2010 10:30 am)
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: середа лютого 24, 2010 4:25 pm    Тема повідомлення: Прозорий фотомодуль Відповісти цитуючи

Прозорий фотомодуль

Компанія New Energy Technologies, яка представила свого часу технологію видобутку енергії з автомобільних доріг, розробила прозорий фотомодуль, який можна просто напилювати на поверхню скла.



Це було непросто, але дослідникам вдалося створити сонячну батарею без використання металу. Це величезний успіх, враховуючи той факт, що метал у сонячному елементі відіграє роль анода. Винахід полягає в тому, що замість металу використовується екодружній компонент, додатковою властивістю якого є його прозорість для видимого спектру світлових променів.

«Можливість напилювати фотомодуль безпосередньо на поверхню скла стала доступною завдяки заміні непрозорого шару металу дружньою навколишньому середовищу прозорою речовиною Це дозволило нам зробити величезний крок вперед на шляху створення прозорого скла здатного генерувати електрику». Мітеш В. Пател (Meetesh V. Patel), президент компанії New Energy Technologies.

Технологія напилення значно спрощує і здешевлює процес створення сонячних батарей. Адже більшість сучасних фотоелектричних елементів зроблені з крихких і дорогих крем'яних пластин, а їх тонкоплівкові конкуренти створюються в умовах високого вакууму і в режимах дуже високих температур. Обидві конкуруючі технології вимагають значно більше часу для створення готового продукту, ніж нова технологія напилювання.

Технологія дозволяє робити найменші сонячні батареї в світі. Їх розмір не досягає однієї четвертої розміру рисового зерна. І ці новітні фотомодулі генерують електрику, не тільки з видимого спектру сонячного світла, а й зі світла штучних джерел освітлення, таких як флуоресцентні лампи.

Продуктивність нових фотомодулів дозволила зробити можливою розробку ультратонких сонячних панелей, товщиною в 1 / 1000 товщини людського волосся. Звичні тонкоплівкові фотопанелі на порядок товщі й непрозорі.

Пател говорить: «В умовах комерційного застосування, ця нова технологія напилювання дає незаперечні переваги у виробництві нашого SolarWindow (вікна, що генерує електрику), які поєднують зниження витрат на виробництво, високу швидкість і нанесення при кімнатній температурі, тим самим руйнуючи основні перешкоди комерційного успіху впровадження інноваційних сонячних технологій ».

«І особливо мене вражає потенціал застосування цієї технології, як в зонах прямого попадання сонячного світла, так і в місцях обмеженого або штучного освітлення».

Це, звичайно, не перший випадок використання технології напилення при створенні фотомодулів, але вперше технологія дозволяє створювати прозорі фотоелектричні батареї. А з огляду на величезну площу скління сучасних будівель, цей винахід відкриває сонячній енергетиці двері, а точніше вікно, до кожної оселі.

Хома Ґрінкіна,
за матеріалами http://cleantechnica.com
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: неділя березня 21, 2010 10:13 am    Тема повідомлення: Сонячні батареї Відповісти цитуючи

Мінімізація розмірів сонячних батарей

Назва пристрою: Millimeter-Scale Nearly Perpetual Sensor System (Міліметрова майже вічна сенсорна система)
Розробник: “Design Automation Lab” (Лабораторія автоматизації. Мічиган)



Розміри (мм): 2,5 х 3,5 х 1
Особливості: в склад входять процесор, акумулятор, сонячна батарея (варіація тонко плівкової технології компанії Cymbet). Пристрій загалом спить, прокидаючись на мить кожні декілька хвилин, щоб зробити заміри і записати їх в пам'ять чипу. Система живить сама себе. Для цього її треба час від часу виставляти на світло (можна штучне). Теоретично не потребує людського втручання.
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: неділя березня 21, 2010 10:13 am    Тема повідомлення: сонячні батареї Відповісти цитуючи

Назва пристрою: Phoenix (Фенікс)
Виробник: “Design Automation Lab” (Лабораторія автоматизації. Мічиган)


(фото University of Michigan)

Розміри (мм): менше 1х1
Особливості: на майданчику чіпу розробники помістили центральний процесор, таймер, пам'ять, датчик температури і ряд інших пристроїв. Але головне - тонкоплівковий фотомодуль, що живить чіп, має такі ж розмірами - близько одного квадратного міліметра.в режиме сну споживає 29,6 піковата ("піко" — 10−12). В режимі сну різниця в енергоспоживанні між Phoenix і його суперниками становить 30 тисяч разів. І в активному режимі новий процесор споживає на порядок менше енергії, ніж аналогічні за призначенням і розмірам представлені на ринку мікросхеми, а саме - всього 2,8 пікоджоуля на цикл. Така економічність досягається наступним:
  • фотомодуль видає 4 В, в той час як процесор потребує лише 0,5 В (що нижче, ніж у звичайних процесорах);
  • замість того, щоб ставити енергоємний перетворювач енергії, автори продумали архітектуру чіпа і стратегію його дій: спеціальний таймер з ультранизьким споживанням струму пробуджує чіп від сну кожні 10 хвилин на одну десяту секунди. За цю мить чіп виконує 2 тисячі інструкцій, а саме: знімає показання підшефного датчика, обробляє їх, стискає результат і записує в пам'ять, після чого знову засинає.
Спроектований для роботи в парі з різними сенсорами, які більшу частину часу "сплять", але регулярно включаються для виконання вимірювань і запису результатів.
Можливості застосування: надзвичайно низьке енергоспоживання дозволяє вбудувати його в якусь споруду, вузол машини або медичний імплантат, після чого - забути про його живлення назавжди. Наприклад, в парі з часовою батарейкою новий чіп (теоретично) зможе пропрацювати 263 років.
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: неділя березня 21, 2010 10:19 am    Тема повідомлення: Відповісти цитуючи

Назва пристрою: мікросхема з фотоелектричною поверхнею
Розробник: університет Пенсильванії


сонячна батарея від університету Пенсильванії (фото Dawn Bonnell)

Особливості: мікросхема, поверхня якої являє собою сонячний фотомодуль.
Можливості застосування: основа для автономних мікроскопічних датчиків (хірургія, мостобудування, машинобудування тощо). При досягненні можливості випромінювання такими мікросхемами світла на різних частотах – можливе використання в якості складової цеглинки для побудови оптичних комп’ютерів, здатних працювати на великих швидкостях; або моделювання на рівні заліза а не програм нейронні зв’язки мозку. Так чіпи виступали б одинисними нейронами, а промені світла, що їх зв’язують – нейромедіаторами.


Змінено: Хома Ґрінкіна (неділя березня 21, 2010 10:26 am)
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: неділя березня 21, 2010 10:26 am    Тема повідомлення: сонячні батареї Відповісти цитуючи

Назва пристрою: сонячна батарея з розповсюджених матеріалів
Розробник: компанія “IBM Research”


сонячна батарея від IBM Research

ККД: 9,6 %
Особливості: виготовляється з дешевих і розповсюджених матеріалів: міді, цинку, олова, сірки і селена (менш розповсюджений, але не занадто дорогий матеріал, якого, до речі, у даній моделі міститься в 2 рази менше ніж в попередніх зразках). Застосовується нова технологія створення кінцевого півпровідникового композиту: комбінація з розчинених сумішей та взвешенніе наддрібних частин з’єднань цинку утворюють свого роду чорнила, що розпилюють на підкладці. Підігрів останньої призводить до формування остаточного матеріалу.

Перспективи: за припущеннями вчених цей тип сонячних батарей може витіснити тонкоплівочні (при виробництві яких використовується мало розповсюджений на Землі матеріал телур) та батареї на основі селеніду міді-індію-галію (CIGS) (індій, галій в 10 разів дорожчий за селен). Ведуться розробки по зменшенню вмісту селену і з підвищення ККД до 12 %, що дозволило б промислове виробництво фотоелементів (мінімально-необхідний ККД 10 %).
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Хома Ґрінкіна
Головний редактор


З нами з: 27.11.07
Повідомлень: 472

ПовідомленняНаписане: неділя березня 21, 2010 10:28 am    Тема повідомлення: сонячні батареї Відповісти цитуючи

Назва пристрою: сонячний модуль
Розробник: Semprius (Семпріус)


Дослідний сонячний модуль від Semprius. В кутку - сонячна батарея від Semprius (чёрный квадратик) встановлена на керамічній підкладці, з двох сторін якої виведені електричні контакти (фото Semprius).

Розміри: ширина - 0,6 мм.
Особливості: застосовується технологія концентрації світла, що зводить великий світловий потік до крапки. так, в дослідному сонячному модулі десятки недорогих лінз збирають світло в ряд яскравих "точок", в яких встановлені мікроскопічні сонячні батареї. За переконанням розробників, при такому підході приладом досягається найкращє відношення потужність / вартість. При таких розмірах перестає бути проблемою перегрів поверхні під дією сфокусованих сонячних променів – надлишок тепла відводиться через бокові грані.

Перспективи: примислове виробницво планується на 2013 рік

Хома Ґрінкіна для GreenHome
Догори
Переглянути профіль користувача Відіслати приватне повідомлення
Показувати:   
Нова тема   Відповісти    Український екологічний форум -> Альтернативна енергетика. Сонячні системи Ваш часовий пояс: GMT + 2 Години
Сторінка 1 з 1

 
Перейти до:  
Ви не можете писати нові повідомлення в цю тему
Ви не можете відповідати на теми у цьому форумі
Ви не можете редагувати ваші повідомлення у цьому форумі
Ви не можете видаляти ваші повідомлення у цьому форумі
Ви не можете голосувати у цьому форумі

  

©2007-2016 Український екологічний форум
Партнери форуму: Плодовые деревья и Художественная ковка