Cosa succede quando si concentrare la luce su una cella solare?

Cosa succede quando si concentrare la luce su una cella solare?


Quando la luce solare concentrata colpisce una cella solare, la cellula produce energia elettrica in modo più efficiente. sistemi elettrici solari che utilizzano specchi o lenti per focalizzare la luce solare su celle solari sono chiamati sistemi fotovoltaici a concentrazione (CPV). Rispetto ai sistemi più diffusi fotovoltaici piastra piatta, la tecnologia CPV è più recente e ha un numero di vantaggi.

Maggiore efficienza

I moduli CPV sono comunemente classificati per la loro dose di concentrazione, espressa in "soli". Un sistema che è classificato come "3x", per esempio, potrebbe concentrare la luce che colpisce la cella solare a triplicare l'intensità che esisterebbe senza concentrazione. Sotto luce concentrata, aumenta l'efficienza di una cella solare. Poiché i sistemi CPV sono più efficienti, si può utilizzare un numero inferiore di celle solari per catturare la stessa quantità di luce solare come sistemi flat-plate.

Vantaggi economici

Per area, celle solari sono le parti più costose di qualsiasi sistema fotovoltaico. Riducendo la quantità totale di celle solari necessari sistemi CPV possono utilizzare cellule fotovoltaiche molto efficienti, che sarebbe troppo costoso per la zona più ampia necessaria per un'installazione flat-plate. I materiali utilizzati per concentrare la luce solare sono molto meno costoso rispetto alle celle fotovoltaiche. sistemi CPV hanno bisogno di luce diretta del sole, in modo che i benefici economici si applicano solo ai luoghi con chiaro, luce diretta del sole.

materiali ottici

I componenti ottici di un sistema CPV sono le parti che concentrano la luce del sole sulle celle solari. I sistemi ottici più comuni sono lenti di Fresnel, specchi parabolici, riflettori e concentratori luminescenti. Tutti questi metodi di concentramento impiegano materiali standard, come il vetro o plastica, con catene di fornitura coerenti e collaudati processi produttivi. Questo rende la fabbricazione di sistemi CPV meno dipendente silicio utilizzato nelle celle fotovoltaiche.

Calore e raffreddamento sfide

sistemi CPV concentrano l'energia solare, il che significa che sia luce e calore raggiungono la cella solare ad una intensità superiore a luce solare che non è stato concentrato. Mentre la maggiore energia della luce rende le celle solari più efficienti, aumento di calore ha l'effetto opposto. Pertanto, la maggior parte dei sistemi CPV devono avere un sistema di raffreddamento per un funzionamento ottimale. Tali sistemi di raffreddamento possono utilizzare piastre di ceramica, o possono includere metallo liquido come fluido di raffreddamento.