Partea 1. Pe masura ce se apropie cele doua evenimente Intersolar, atentia Energiei Regenerabile stimuleaza apetitul, privind inapoi la unele dintre domeniile PV solare  R&D de care ne-am ocupat in ultimele cateva luni.

         Cercetarea principala a PV Solare ramane concentrata pe dezvoltarea mai eficienta a unei multi-jonctiuni a celulelor PV – si cu o eficienta de 50% la orizont, este ușor de inteles de ce. Dar eficienta la acest nivel vine la un cost ridicat.

         Concentratia este ceva potential, care ar putea fi adaugata la produse, pentru a schimba costurile masuratorilor solare. Acest gen de dispozitive ar trebui sa fie productibile in masa, la preturi accesibile si sa nu necesite urmarire sau racire. Concentratoarele solare actuale au nevoie de ambele "suplimente" amintite, pentru a mentine recoltarea din intreaga zi si pentru a evita cedarea in eficienta conversiei, care insoteste temperatura in crestere a celulelor.

         O tehnologie ce promite aceste beneficii este concentratia solara luminiscenta (LSC). O celula LSC are doua placi transparente (intr-un dispozitiv cu un singur strat), intercaland un material fluorescent (luminescent). Aceasta actioneaza ca un ghid de unda ce impiedica razele de lumina, prin reflexie interna totala si le conduce la marginile placii, unde sunt astfel concentrate si pot fi absorbite de celulele solare fotovoltaice care stau la baza.

         Deoarece celulele fotovoltaice trebuie sa fie situate doar la marginile unui panou si nu uniform, pe intregul panou, exista o mare economie de material fotovoltaic. Lumina naturala care intra in panou este intr-o banda de frecventa care nu se prinde, asa ca ar trece prin el daca nu ar fi materialul luminescent. Aceste fluorescente, ca raspuns la lumina incidenta, emit lungimi de unda mai lungi, care sunt prinse si concentrate ulterior.

         Intr-o cautare pentru cele mai eficiente materiale, cercetatorii au obtinut un oarecare succes prin incorporarea vopselelor organice in folii de plastic, cu celule fotovoltaice multicristaline din siliciu atasate la marginile concentratorului. Atunci cand, de exemplu, muncitorii de la Universitatea din California au atins un factor de concentrare de 4.3, a fost recunoscut faptul ca, desi este o reusita modesta, ar putea fi utila intr-un sistem de joasa concentratie – ferestre ce genereaza energie, de exemplu – si ar putea fi, in orice caz, dublata prin mijloace optice.

         Sistemul lor functioneaza atat pentru lumina directa, cat si pentru cea difuza, dar longevitatea colorantului a fost o problema – majoritatea vopselelor organice cedeaza in saptamani sau luni, mai degraba decat ani. Eforturile de a aborda aceasta problema continua.

        Cercetatorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au imbunatăatit eficienta prin inlocuirea unui tip de sticla cu folii de plastic si abordand problema de re-absorbtie a luminii din perspectiva traseului undei, cauzata de vopselele fluorescente ce absorb o parte din lumina pe care o genereaza.

        Modificarea moleculelor vopselei cu o formă de aluminiu a oferit un raspuns, cauzand lumina emisa sa fie la o lungime de unda usor diferita pentru a nu fi re-absorbita. Rapoartele sugereaza ca panourile ce utilizeaza tehnologia MIT pot oferi de zece ori mai multa putere decat un panou conventional. Se pretinde faptul ca tehnologia poate fi montata pe panourile solare existente, sau poate fi utilizata pentru ferestre in construirea schemelor PV integrate (CIPV).

         La MIT si la Universitatea din Michigan, utilizarea de lasere micro-inel a fost incercata ca un mijloc de ingustare a benzii de frecventa a luminii produse, astfel cat mai putina sa scape din panou. In alta parte se investigheaza emitatori rari de pamant si filtre selective a lungimii de unda, ca mijloace de a consolida factorii de concentrare.

         O alta dezvoltare ce atrage interes este utilizarea nanocristalelor semiconductoare ca specii luminescente. Acestea, se pare, absorb lumina soarelui si o re-emit la lungimi de unda schimbate in rosu cu randament cuantic ridicat. O mare parte a luminii emise este prinsa in foaie, unde poate fi colectata prin una sau mai multe celule mono- sau bi-faciale solare, cu o pierdere minima datorita absorbtiei prealabile.

         LSC nu este singura tehnologie noua, capabila sa reduca utilizarea de material semiconductor costisitor. O solutie interesanta este aplicarea unui strat de film holografic, cum a sustinut compania americana Prism Solar Technologies Inc. Aceasta abordare pretinde sa reduca cantitatea de material PV necesara pentru a produce o anumita cantitate de energie electrica cu 50-75%, reducand astfel la jumatate pretul modulului, in comparatie cu tehnologia conventionala. Un film din material holografic aplicat peste o gamă PV favorizeaza trecerea de lumina, care este convertibila la energia electrica, in timp ce respinge radiatia producatoare de energie termica.

         Potrivit companiei, un modul ce foloseste filmul lui Prism va avea eficienta a unui bun panou solar PV "standard", apropiindu-se de 20%, dar va avea costul unui modul “thin-film” (in jur de 1 $ / W).

         Instalat ca un modul plat, nu are lentile costisitoare . Presteaza chiar si in conditii noroase si, cu celulele bi-faciale, pot capta lumina pe ambele parti, fata si spate, ale modulului – utile pentru elemente cum ar fi copertine si vehicule electrice. Recent, firma a obtinut o facilitate de finantare de 4,4 milioane de dolari, permitandu-i sa intensifice centrala de producere la o capacitate asteptata de 3 MW, mai tarziu in acest an.

         O linie suplimentara de cercetare a concentratoarelor este electro-umectarea, o tehnica prin care un strat de suprafata de lichid isi modifica forma cu sarcini electrice aplicate, astfel incat lumina incidenta este concentrata. Aceasta alternativa electro-opto-fluidica pentru urmarirea mecanica a fost investigata de catre Universitatea din Maryland si Teledyne Inc.

         Intre timp, IBM si-a folosit calcul si expertiza procesorului pentru a dezvolta o cale de a depași efectele secundare nedorite de concentrare solara cand materialul PV se incinge, producandu-se pierderi a eficientei de transformare si posibile daune.

        Cercetarea IBM a demonstrat ca interpunerea unui metal lichid, cum ar fi vanadiu sau un compus de galiu si indiu, intre celulele PV (sau procesor) si un radiator, imbunatateste traiectoria energiei termice, indepartand-o de materialul semiconductor. In aplicatia solara, stratul de interfata termica ar permite un nivel foarte ridicat de concentrare solara, ce urmeaza sa fie utilizat fara a deteriora materialul PV.

        Membrii echipei cred ca de aproximativ cinci ori densitatea de putere generata de sistemele concentrate PV actuale (CPV) este realizabila prin aceste mijloace. Un sistem experimental, care utilizeaza o lentila foarte puternica pentru a concentra energia soarelui in exces de 1500 ori, a putut sustine temperatura probei materialului semiconductor la 85 ° C.

5 motive pentru care puteti deveni  PARTENER  Add-Energy Renewable Romania

Pentru  a deveni PARTENER  ADD ENERGY ,accesati  sectiunea      

Pentru mai multe detalii accesati sectiunea