Южноамериканская компания Prism Solar Technologies выдвигает на рынок необыкновенный продукт – солнечные фотоэлектрические модули, отличающиеся низкой ценой 1-го ватта выходной мощности и целым рядом симпатичных аспектов технического направления. Ну и симпатичной наружностью, что другой раз тоже принципиально.
Казалось бы, дешёвые солнечные батареи не могут похвастать высочайшей эффективностью. Во всяком случае, так было до сего времени. Но тут, похоже, компания смогла отыскать оригинальное решение трудности дела мощность/цена, а для этого адаптировала к солнечной энергетике очень любопытную технологию.Как пишет Prism Solar, мысль использования принципов голографии (подробнее о ней вы сможете прочитать тут) для концентрации света в устройствах для солнечной энергетики дискутировалась в технической литературе ещё с начала 1980-х. Но в наши деньки конкретно Prism Solar довела эту сырую идею до разума, а главное – до продукта, готового к массовому производству.
1-ый макет коммерческой голографической солнечной батареи (фото с веб-сайта nrel.gov).
Сердечко новейшей солнечной панели — тонкий голографический концентратор (Holographic Planar Concentrator — HPC). Это голограмма (голографическая плёнка), зажатая меж 2-мя слоями стекла. На плёнке с помощью лазера выполнены невидимые для глаза "узоры" интерференции, рассчитанные определённым образом. Для чего они необходимы?
Дело в том, что эта голограмма как будто вырезает из солнечного диапазона частоты, которые более очень действуют на фотоэлектрическую батарею, а дальше – плёнка отражает нужные волны далее.
Фактически, батарея нового типа представляет собой чередующиеся полосы, как у тельняшки: полоса голограммы – полоса фотоэлектрической батареи и т.д..
Нужные лучи, за счёт неоднократного отражения от голограммы и от внутренней поверхности внешнего стекла, концентрируются и направляются на участки меж голограммами, где с оборотной стороны стеклянного "бутерброда" закреплены, фактически, фотоэлектрические панели.
Концентрация света тут достигается не настолько высочайшая, как в системах с зеркалами, призмами либо линзами – всего-то до 10 раз. Зато, в отличие от упомянутых старенькых типов концентраторов, HPC обладает недюжинными плюсами.
Это лёгкость и малая толщина. Это селекция света по частотам ("термическая" часть диапазона на фотоячейки не попадает), приводящая к высочайшей отдаче фотоэлектрических преобразователей без их перегрева.
И без всяких вентиляторов, заметьте. А ведь в случае с зеркалами и линзами принудительное остывание кремниевых панелей – обязательное условие их работы, там-то концентрация солнечного света добивается 100 и поболее раз, да ещё и концентрируется — весь диапазон.
Разрез голографической фотоэлектрической батареи. Толщина каждого из 2-ух слоёв стекла — 3,2 мм (жёлтый цвет), толщина голографической плёнки — 7 микрон (оранжевый). Голубым показана фотоэлектрическая ячейка. Стрелки — направление солнечных лучей. Благодаря сложной голограмме свет будет верно отражаться и попадать на фотоэлектрическую ячейку не только лишь при падении по нормали к поверхности, да и в достаточно широком спектре углов (иллюстрация с веб-сайта nrel.gov).
По сопоставлению с солнечными батареями без концентраторов, тут для получения 1-го ватта требуется на 50-85% меньше кремния, что является одним из критерий необыкновенно малой стоимости голографических панелей. Да к тому же и сами голографические плёнки также намного дешевле огромных зеркал либо линз.
Есть тут и ещё одно очень увлекательное преимущество.
Применённая в HPC голограмма – мультиплексная. Практически – это неограниченное количество голограмм, наложенных одна на другую и "работающих" при падении на их солнечного света под своим, личным углом.
Такое решение позволяет получить высшую отдачу панели без поворота её прямо за Солнцем – просто при каждом его положении на небе, в границах какого-то угла, задачку сбора и направления света на фотоэлектрические ячейки решает одна из этих голограмм.
А отсутствие механизма поворота – ещё несколько центов на весах экономии. К тому же, такую панель можно монтировать конкретно на крыше.
Так смотрится 25-ваттный модуль от Prism Solar. Как лицезреем, фактически фотоэлектрические преобразователи занимают наименьшую долю общей площади, но промежутки меж ними, которые только смотрятся как обычное стекло — совсем не излишние (фото с веб-сайта nrel.gov).
Но это всё – теория. А что с практикой? В конце этого года Prism Solar хочет начать серийный выпуск собственных голографических батарей по очень симпатичной стоимости $2,4 за ватт, что приблизительно в 1,5-2 раза дешевле самых массовых на рынке "обыденных" батарей на базе кристаллического кремния (приблизительно $3,2-4 за ватт).
Более того, 2-ое поколение голографических батарей компания обещает сделать ещё дешевле – $1,5 за ватт (они появятся через пару лет). А это тем паче — страшный соперник для других источников энергии (в районах, где много солнечных дней в году, очевидно).
Пока 1-ые эталоны таких батарей проходят тесты в лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (National Renewable Energy Laboratory), также – в ряде районов Америки и Стране восходящего солнца. Серийное же создание – не за горами. И это должен быть удачный продукт.
Глава Prism Solar Рик Левандовски (Rick Lewandowski) именует концентратор HPC "более элегантным решением", чем линзы и зеркала, позволяющим, так же, как и они, понизить расход кремния на одну панель данной мощности. Но при всем этом — сохранить толщину, лёгкость и конструктивную простоту обыденных солнечных панелей. А частичная прозрачность новинки позволит встраивать её в стёкла: к примеру, в окнах чердачных помещений либо в декоративных дверцах. Ещё один небольшой плюсик.
Компания получила на HPC два американских патента (смотрите тут и тут) и хочет ещё получить ряд дополнительных.
Так что, вместе с наукой, разработчики этих необыкновенных солнечных панелей позаботились и о коммерции. А ведь это и будет момент правды, способный проверить на крепкость любые прекрасные идеи.
ужс я даже не могу представить как это больно 