طراحی و مهندسی ساخت و تولید تأمین متریال و تجهیزات ساخت ایده های خود را به ما بسپارید!

تحول چشمگير در سيستم هاي خورشيدي: CPV‌ ها برنده مي شوند!

تاریخ انتشار : ۱۳۹۶/۴/۲۸

 

تحول چشمگير در سيستم هاي خورشيدي: CPV‌ ها برنده مي شوند!

 

يك سيستم خورشيدي جديد توانسته در مقايسه با پنل هاي خورشيدي موجود در بازار به بيش از 50 درصد افزايش توليد انرژي الكتريكي دست يابد.

 

يك سيستم فوتوولتائيك متمركزكننده1 (CPV)  توانسته در رقابت با سلول هاي خورشيدي سيليكوني2 استاندارد بيش از 50 درصد افزايش توليد انرژي الكتريكي از نورخورشيد بدست آورد. اين نتيجه با دنبال كردن مسير حركت خورشيد توسط يك سيستم متشكل از لنز هاي متمركزكننده3 تست شده است.

 

پنل هاي خورشيدي سيليكوني در حال حاضر بازار انرژي خورشيدي را در دست دارند اما همان طور كه مي دانيم بازدهي آن ها تنها حدود 15 الي 20 درصد است و همين موجب مي شود استفاده از انرژي خورشيدي براي توليد انرژي الكتريكي در بسياري از صنايع و شرايط محيطي هنوز به صرفه نباشد. روش كار سيستم هاي فوتوولتائيك متمركزكننده كه به اختصار CPV ناميده مي شود، به اين صورت است كه پرتوهاي نور خورشيد را به داخل سلول هاي كوچك تر اما پربازده تري كه در ماهواره ها استفاده مي شوند، متمركز مي كند و به اين ترتيب بازدهي توليد انرژي را به 35 تا 40 درصد مي رساند.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

 

سوالي كه در اين جا پيش مي آيد اين است كه چرا سيستم هاي CPV تا به حال جايگزين پنل هاي معمولي نشده است؟ اولين دليل اين موضوع اين است كه سيستم هاي CPV موجود، بسيار حجيم هستند (تقريباً به اندازه يك بيل بورد تبليغاتي) و بايد براي دنبال كردن مسير خورشيد به اطراف خود چرخش كنند. اين سيستم ها بهترين عملكرد خود را در محيط هاي فراخ و برخوردار از نور زياد خورشيد نشان مي دهند. اما براي امكان استفاده در محيط هاي محدود مانند سقف منازل و خودروهاي خورشيدي، نياز به تغييرات و نوآوري هايي دارند.

 

اين همان محدوديتي است كه محققان دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا در تلاش براي غلبه بر آن هستند. سيستم CPV جديدي كه توسط اين مهندسان ساخته و تست شده است، از كنار هم قرار دادن ميكروسلول هاي خورشيدي4 در داخل يك صفحه شيشه اي بدست آمده است كه به وسيله ايجاد حركت هاي عرضي بين يك جفت لنز متمركز كننده، مسير خورشيد را دنبال مي كند. ضخامت كل اين مجموعه تنها حدود دو سانتي متر است و در حالي كه پنل روي پايه خود ثابت شده است، دنبال كردن مسير پرتوهاي خورشيد در تمام طول روز تنها به حركت هاي كوچكي معادل يك سانتي متر نياز خواهد داشت.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

سيستم خورشيدي طراحي شده بر اساس لنزهاي متمركزكننده

 

كريس گيبينك5، استاد تمام مهندسي برق در دانشگاه پنسيلوانيا مي گويد: " هدف ما ساخت يك سيستم CPV با بازدهي بالا ولي با همان شكل و فرم سنتي پنل هاي سيليكوني موجود است. ما نمونه اوليه را با قرار دادن يك ميكرو سلول خورشيدي در كنار يك جفت لنز متمركز كننده نور خورشيد آماده كرديم. اين لنزها مي توانند نور به اندازه 600 برابر متمركز كنند. سپس اين مجموعه را به فضاي بيرون انتقال داديم و به صورتي برنامه ريزي كرديم كه يك روز كامل مسير حركت خورشيد را به طور خودكار دنبال كند. ما اميدوارريم با اين كار توانسته باشيم ظرفيت هاي تكنيكي ممكن در اين روش را براي ادامه تحقيقات نشان دهيم."

 

بر اساس گزارشي كه از اين محققان در 17 جولاي در ژورنال انرژي طبيعي6 منتشر شده است، سيستم CPV توانسته 54 درصد انرژي بيشتري نسبت به پنل سيليكوني توليد كند و با اجتناب از گرماي تلف شده ناشي از نور فشرده شده خورشيد، اين ميزان به 73 درصد افزايش مي يابد.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

 

گيبينك عقيده دارد كه فن آوري CPV‌ از نوع دنبال كننده، براي مكان هايي مانند جنوب غربي ايالات متحده و يا استراليا ايده آل است چرا كه در اين مكان ها نور مستقيم به ميزان كافي وجود دارد. البته توليد اين سيستم جديد در مقياس هاي بزرگ و موضوع قابليت اعتماد آن در طول زمان، چالش هايي هستند كه فعلاً پاسخي براي آن وجود ندارد.

 

به گفته گيبينك: " با استفاده از دانش مهندسي به روز و در جهت صحيح، قادر خواهيم بود در بازدهي اين سيستم ها گامي به جلو برداريم و نتايج به دست آمده را براي استفاده در كاربردهاي مختلف، از سقف خانه ها گرفته تا ماشين هاي الكتريكي، آماده كنيم. اين سيستم ها بايد به جايي برسند كه در تقريباً هر كاربردي كه توليد انرژي خورشيدي زياد از فضاي محدود مدنظر باشد، بتوان آن ها را مورد استفاده قرار داد. "

 

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران


1 concentrating photovoltaic system

2 silicon solar cells

3 lenslet arrays

4 microcell

5 Giebink

6 Nature Energy

مرجع:

[1] Rooftop concentrating photovoltaics win big over silicon in outdoor testing, A'ndrea Elyse Messer, www.news.psu.edu, July 17, 2017

 

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

استفاده از اين مطلب تنها با ذكر منبع و ارجاع به لينك وبسايت IRMFG بلامانع است. 

 

ارسال نظر
نام :
ایمیل :
متن نظر :
ارسال نظر
نظرات کاربران
میزان اهمیت
ایمیل
توضیحات
ارسال
© 1400 کلیه حقوق وبسایت متعلق به شرکت مهندسی فن آوران رستاپاد (شماره ثبت: 522484) می باشد.
طراحی سایت و بهینه سازی سایت زانیکس (نسخه 2.23.00)