Разработана фотогальваническая система с КПД 80%

Компания IBM отметила День Земли, опубликовав результаты исследования системы, способной использовать мощь двух тысяч Солнц. На проект было потрачено три года и $ 2.4 млн. Деньги поступили в распоряжение ученых в форме гранта со стороны Швейцарской комиссии по технологиям и инновациям. Участие в разработке системы приняли IBM Research, Airlight Energy и ETH Zurich. Специалисты компаний создавали высококонцентрированную тепловую фотоэлектрическую систему (High Concentration PhotoVoltaic Thermal; HCPVT), способную концентрировать солнечное излучение в 2000 раз и преобразовывать до 80 процентов поступающего излучения в полезную энергию. Это намного превышает возможности современных солнечных панелей.

В прототипе энергогенерирующей установки имеется большое параболическое зеркало, которое прикреплено к системе трекинга Солнца (система, следящая за траекторией светила). Солнечный свет отражается от зеркала и попадает на несколько ресиверов, снабженных микроканальным жидкостным охлаждением. Эти ресиверы содержат трехслойные фотоэлектрические ячейки (с тройным переходом), с помощью которых можно вырабатывать от 200 до 250 Вт электроэнергии в день. Каждая ячейка имеет габариты 1×1 см. Весь ресивер состоит из сотен ячеек и генерирует 25 киловатт электрической энергии.

Фотоэлектрические ячейки установлены рядом с теплосъемником, через который проходит хладагент (охлаждающая жидкость). Согласно данным IBM, охлаждающая жидкость позволяет сохранять температурный режим на поверхности и внутри фотоэлектрических ячеек в границах допустимого даже при увеличении уровня концентрации солнечного света с 2000 до 5000 раз.

"Мы планируем использовать закрепленные на микроканальном модуле охлаждения фотоэлектрические ячейки с тройным переходом, которые могут конвертировать более 30 процентов собранного солнечного излучения в электрическую энергию. Кроме того, подобная конструкция создает условия для эффективного восстановления дополнительных 50 процентов солнечной энергии в виде полезного тепла", сказал Бруно Мишель из IBM Research.

Ученые надеются, что их исследования приведут к созданию и коммерциализации системы HCPVT, которая будет более эффективной с экономической точки зрения, чем модели, которые в настоящее время доступны на рынке. Они считают, что можно успешно снизить стоимость апертуры из расчета на ее площадь до $ 250 за квадратный метр – это примерно в три раза ниже, чем в случае текущих систем. Кроме того, новая разработка может использоваться для опреснения воды и охлаждения воздуха, что очень пригодится жителям южной части Европы, Африки, Аравийского полуострова, юго-запада Северной Америки, Южной Америки и Австралии.