Fotovoltaik Pemusatan Atas Bumbung Menang Besar Atas Silikon dalam Pengujian Luaran

& quot;Sel suria dahulu mahal, tetapi sekarang ia'semakin murah," kata Chris Giebink, Charles K. Etner Penolong Profesor Kejuruteraan Elektrik, Penn State."Akibatnya, sel suria bukan lagi kos dominan tenaga yang dihasilkannya. Majoriti kos semakin banyak terletak pada segala-galanya -- penyongsang, buruh pemasangan, yuran kebenaran, dsb. -- semua perkara yang biasa kami abaikan."

Landskap ekonomi yang berubah ini telah meletakkan premium pada kecekapan tinggi. Berbeza dengan panel solar silikon, yang kini menguasai pasaran pada kecekapan 15 hingga 20 peratus, menumpukan fotovoltaik memfokuskan cahaya matahari kepada sel suria yang lebih kecil, tetapi lebih cekap seperti yang digunakan pada satelit, untuk membolehkan kecekapan keseluruhan 35 hingga 40 peratus. Sistem CPV semasa adalah besar -- sebesar papan iklan -- dan perlu berputar untuk menjejaki matahari pada siang hari. Sistem ini berfungsi dengan baik di padang terbuka dengan ruang yang banyak dan banyak matahari langsung.

& quot;Apa yang kami' cuba lakukan ialah mencipta sistem CPV berkecekapan tinggi dalam faktor bentuk panel solar silikon tradisional," kata Giebink.

Untuk melakukan ini, para penyelidik membenamkan sel suria berbilang simpang kecil, kira-kira setengah milimeter persegi, ke dalam kepingan kaca yang menggelongsor di antara sepasang susunan kanta plastik. Susunan keseluruhannya adalah kira-kira dua sentimeter tebal dan pengesanan dilakukan dengan menggelongsorkan kepingan sel suria secara sisi antara tatasusunan lenslet manakala panel kekal di atas bumbung. Penjejakan sepanjang hari' memerlukan kira-kira satu sentimeter pergerakan, yang boleh dikatakan tidak dapat dilihat.

& quot;Matlamat kami dalam eksperimen baru-baru ini adalah untuk menunjukkan kebolehlaksanaan teknikal sistem sedemikian," kata Giebink."Kami menyusun prototaip dengan mikrosel tunggal dan sepasang kanta yang menumpukan cahaya matahari lebih daripada 600 kali, membawanya ke luar rumah dan menjejaki matahari secara automatik sepanjang hari."

Oleh kerana pasukan itu perlu mengetahui dengan tepat berapa banyak cahaya matahari langsung dan meresap semasa ujian, mereka menubuhkan di Pusat Penyelidikan Pertanian Russell E. Larson di Penn State di mana terdapat tapak pemantauan Sinaran Permukaan Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Kebangsaan. Pelajar siswazah Jared Price dan Alex Grede bekerjasama dengan penyelidik pasca kedoktoran Baomin Wang untuk menguji sistem selama dua hari yang cerah dari subuh hingga senja di samping sel suria silikon komersial.

Para penyelidik melaporkan dalam Tenaga Alam, bahawa sistem CPV mencapai kecekapan 30 peratus, berbeza dengan kecekapan 17 peratus sel silikon. Secara keseluruhannya sepanjang hari, sistem CPV menghasilkan 54 peratus lebih tenaga daripada silikon dan boleh mencapai 73 peratus jika pemanasan sel mikro daripada cahaya matahari terik dielakkan.

Menurut Giebink, teknologi CPV penjejakan terbenam ini sesuai untuk tempat yang mempunyai banyak cahaya matahari langsung, seperti barat daya AS atau Australia.

Giebink menyatakan bahawa cabaran utama masih menanti dalam menskalakan sistem ke kawasan yang lebih besar dan membuktikan bahawa ia boleh beroperasi dengan pasti dalam jangka masa panjang, tetapi beliau tetap optimis.

& quot;Dengan kejuruteraan yang betul, kami' sedang melihat perubahan langkah dalam kecekapan yang boleh berguna dalam aplikasi daripada bumbung hingga kenderaan elektrik -- benar-benar di mana-mana sahaja' penting untuk menjana banyak tenaga suria dari kawasan yang terhad."