[image]

Прикладная солнечная энергетика

Проекты и реализации
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LT Bredonosec #31.03.2015 20:16  @Татарин#31.03.2015 15:05
+
-
edit
 
Татарин> - как и все тонкоплёночные, выглядят классно. :D Чистая ровная чёрная поверхность, хоть как декор ставь.
а механическая прочность? Мож имеет смысл оклеивать крыши авто? :) Заодно и акум всегда заряжен :) И капоты, кстати )
   26.026.0
?? Татарин #31.03.2015 20:43  @Bredonosec#31.03.2015 20:16
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Bredonosec> а механическая прочность? Мож имеет смысл оклеивать крыши авто? :)
Так оно же на стекле.
В смысле, таков её товарный вид.

Оклеивать - можно, но для этого нужно производство перестраивать и на другую подложку осаждать.
Кстати, у них есть затея делать примерно по этой же технологии/на том же оборудовании плёночные СБ для космоса.
Вот плёнки - это уже на что угодно клеить можно. Я б реально авто обклеивал. :) На кондей, гибридам на подкормку, и чтоб аккумы не дохли, когда очень долго стоИшь на сигнализации.

Но это в теории. Что есть на практике - см. выше. НЯП, 130МВт в год такой радости.
   41.0.2272.10141.0.2272.101
RU Aнтикосмит #16.06.2022 10:22
+
-
edit
 

Aнтикосмит

втянувшийся


У меня вопрос. Как я понимаю низкий КПД солнечных батарей связан с ограниченностью материалов (ширина запрещенной зоны и т.п.), которые не могут работать во всем солнечном спектре (300 - 2500 нм). Так вот. Можно ли сделать элементы, работающие в узкой полосе (допустим, 100 нм), но с КПД близким к теоретическому (0,7-0,8)? Я к тому гутарю, что можно было бы не лепить многослойные структуры (для космоса безальтернативно), а разлагать свет в призмах и на градиентных/составных элементах его успешно преобразовывать.
   88.088.0
EE Татарин #16.06.2022 10:51  @Aнтикосмит#16.06.2022 10:22
+
+2
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Aнтикосмит> У меня вопрос. Как я понимаю низкий КПД солнечных батарей связан с ограниченностью материалов (ширина запрещенной зоны и т.п.), которые не могут работать во всем солнечном спектре (300 - 2500 нм). Так вот. Можно ли сделать элементы, работающие в узкой полосе (допустим, 100 нм), но с КПД близким к теоретическому (0,7-0,8)? Я к тому гутарю, что можно было бы не лепить многослойные структуры (для космоса безальтернативно), а разлагать свет в призмах и на градиентных/составных элементах его успешно преобразовывать.
Так не нужно как-то особо "делать". Хороший монокристалл (без HJT) так и будет работать на оптимальной волне с концентрацией света с КПД до 90%.

С разложением света было несколько заходов. И несколько - вполне красивых.

Самое красивое - с нанесением плёнки-волновода на стекло и уводом коротковолновой компоненты повехностной волны в этот волновод. А сами преобразователи на конкретную длину волны - на торцах стекла, работают с концентрированным почти-монохромом.
   102.0.0.0102.0.0.0
RU Aнтикосмит #16.06.2022 11:33  @Татарин#16.06.2022 10:51
+
-
edit
 

Aнтикосмит

втянувшийся


Татарин> Так не нужно как-то особо "делать". Хороший монокристалл (без HJT) так и будет работать на оптимальной волне с концентрацией света с КПД до 90%.
Татарин> С разложением света было несколько заходов. И несколько - вполне красивых.
Татарин> Самое красивое - с нанесением плёнки-волновода на стекло и уводом коротковолновой компоненты повехностной волны в этот волновод. А сами преобразователи на конкретную длину волны - на торцах стекла, работают с концентрированным почти-монохромом.

И почему мы не видим высокоэффективных солнечных батарей? В лучшем случае из кристаллического, а в худшем из аморфного кремния?
   88.088.0
EE Татарин #16.06.2022 12:56  @Aнтикосмит#16.06.2022 11:33
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Aнтикосмит> И почему мы не видим высокоэффективных солнечных батарей? В лучшем случае из кристаллического, а в худшем из аморфного кремния?
Не понял.

ВСЕ однопереходные солнечные батареи на "своей" длине волны и с концентрацией света - очень эффективны. Уж 70-80% - вообще не вопрос. Кто их не видит - тот на них не смотрит. :)

Если Вы про разделение исходного света, то Вы подумайте над всеми практическими следствиями такого подхода. :) Это всё вовсе не так просто, если исходный свет - тепловой солнечный. А главное - дорого, бессмысленно дорого.

Собссно, как ответ на эти сложности как лучшее их решение и обход и появились многопереходные солнечные батареи.
   102.0.0.0102.0.0.0
Это сообщение редактировалось 16.06.2022 в 13:05
EE Татарин #16.06.2022 13:04  @Татарин#31.03.2015 15:05
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин> Полтора месяца назад был запущен роснановский "Хевел" - производство тонкоплёночных СБ (аморфный/микроморфный кремний). КПД - 8%, за 20 лет падение производительности не более, чем 20%.
BTW, "Хевел" с тех пор перешёл на гетероструктуры и напыляет свой микроморф поверх поликристаллического кремния, получая СБ с КПД до 24% и вполне рыночной ценой.
Полная мощность этого свечного заводика сейчас - 360МВт/год.
   102.0.0.0102.0.0.0
CA Fakir #16.06.2022 15:19  @Татарин#16.06.2022 12:56
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Если Вы про разделение исходного света, то Вы подумайте над всеми практическими следствиями такого подхода. :) Это всё вовсе не так просто, если исходный свет - тепловой солнечный. А главное - дорого, бессмысленно дорого.
Татарин> Собссно, как ответ на эти сложности как лучшее их решение и обход и появились многопереходные солнечные батареи.

М-м, ну по-моему оба концепта рождались практически параллельно, и кувыркались с ними примерно вровеь, и многопереходные окончательно вырвались вперёд ближе к середине 90-х. Видимо, эпитаксиальные технологии подросли, так что уже не было смысла обойтись без них любой ценой.

Но некоторых всё еще тянет на извращения, как с той кварцевой призмой. Впрочем, всё равно полного отказа от каскада не получается, так что мне её преимущества кажутся довольно сомнительными.
Прикреплённые файлы:
pip2612-fig-0001-m.jpg (скачать) [1029x886, 129 кБ]
 
 
   56.056.0
Это сообщение редактировалось 16.06.2022 в 15:25
EE Татарин #16.06.2022 15:47  @Fakir#16.06.2022 15:19
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir> М-м, ну по-моему оба концепта рождались практически параллельно, и кувыркались с ними примерно вровеь,
Не, исторически идея с разделением света до фотопреобразователей была раньше.
Первые многопереходные СБ (как лабораторный концепт - это начало 70-х). А трюки с призмами - это где-то конец 50-х, меньше, чем через 10 лет после создания хоть как-то практически применимых СБ на полупроводниках.

Fakir> и многопереходные окончательно вырвались вперёд ближе к середине 90-х. Видимо, эпитаксиальные технологии подросли, так что уже не было смысла обойтись без них любой ценой.
Не совсем. Тут скорее подросла физика полупроводников и твёрдого тела вообще, понимание сложных структур и т.п.. То есть, проблема была скорее в "что сделать", а не "как сделать".

Да, блин, что далеко ходить-то? Гетеропереходный кремний - это вот совсем недавнее, конец нулевых или даже 10-е, потому что дозрело понимание как использовать краевые зонные эффекты и наводораживание кремния.
Так-то, чисто технологически, кремниевые плёнки напылить в промышленных количествах проблемой особо не было с... не знаю... 60? С 70-х уж точно.

Fakir> Но некоторых всё еще тянет на извращения, как с той кварцевой призмой. Впрочем, всё равно полного отказа от каскада не получается, так что мне её преимущества кажутся довольно сомнительными.
Почему же? Можно и полностью, кто ж мешает? Вот как с той призмой. Будет тяжелее, хуже, сложнее, дороже... но если НУЖНО, то почему нет?
Преимущества - ну да - не то чтобы сомнительные, их нет.

...
Другой интересный подход - фототермопреобразование. Концентрируем свет на АЧТ (допустим, дырку в полом теле, тепло от АЧТ передаём на поверхность с селективным покрытием (допустим, напыление на то же полое тело снаружи).
Поверхность излучает в узком диапазоне, что можно усугубить брегговскими фильтрами, которые отражают всё лишнее обратно на горячее, с узкополосным, фильтрованым (и интенсивным!) излучением работает специализированная СБ малой площади. До 20% КПД достигали.
   102.0.0.0102.0.0.0
CA Fakir #16.06.2022 17:41  @Татарин#16.06.2022 15:47
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> А трюки с призмами - это где-то конец 50-х, меньше, чем через 10 лет после создания хоть как-то практически применимых СБ на полупроводниках.

Так ить первые - это где-то середина 50-х, не?
И ЕМНИС большого выбора материалов с разной Eg не было еще достаточно долго - так смысл с призмой связываться?

Татарин> Другой интересный подход - фототермопреобразование. Концентрируем свет на АЧТ (допустим, дырку в полом теле, тепло от АЧТ передаём на поверхность с селективным покрытием (допустим, напыление на то же полое тело снаружи).
Татарин> Поверхность излучает в узком диапазоне, что можно усугубить брегговскими фильтрами, которые отражают всё лишнее обратно на горячее, с узкополосным, фильтрованым (и интенсивным!) излучением работает специализированная СБ малой площади. До 20% КПД достигали.

Хм, а что, уже научились хорошо в существенно селективное тепловое излучение? Не, что повысить светимость в опр. диапазоне чуток можно - это да, ну так раза в полтора по ср. с чернотельным, редко больше. Про 2 и более в эксперименте - не слышал пока.
Поэтому идея через чернотельное излучение кажется как-то не особо перспективной.
Даже с точки зрения чистой термодинамики. Так у нас солнечный свет исходно низкоэнтропийный, типа нагреватель с Т=6000 К, а концентрируя-нагревая мы сразу уменьшаем, очень резко уменьшаем, самый минимум вдвое, температуру нагревателя нашей тепловой машины. При том, что температура холодильника остаётся той же самой.
Это, конечно, очень общо, очень-очень, даёт только супремум и с большим запасом - но всё же как-то неизящно в основе.

(даже не затрагивая всех проблем любого концентратора)
   56.056.0
EE Татарин #16.06.2022 23:05  @Fakir#16.06.2022 17:41
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> А трюки с призмами - это где-то конец 50-х, меньше, чем через 10 лет после создания хоть как-то практически применимых СБ на полупроводниках.
Fakir> Так ить первые - это где-то середина 50-х, не?
1948. Причём, именно как технологию, пусть и дорогую, но готовую к применению. Не лабораторный концепт.

Fakir> И ЕМНИС большого выбора материалов с разной Eg не было еще достаточно долго - так смысл с призмой связываться?
Ну, блин... Германий-кремний были почти сразу и одновременно. :) Ну и селениды, которые вообще 19-й век и прародитель всех фотоэлементов (хотя не уверен, что кто-то рассматривал селеновый фотоэлемент именно как источник энергии, а не детектор)
A3B5 долго мурыжили, это да.

Fakir> Хм, а что, уже научились хорошо в существенно селективное тепловое излучение? Не, что повысить светимость в опр. диапазоне чуток можно - это да, ну так раза в полтора по ср. с чернотельным, редко больше. Про 2 и более в эксперименте - не слышал пока.
Эээ... НЯП, десятки раз. Плюс, у тебя же оно в термосе, а на стенках - селективные же отражатели.

Fakir> Поэтому идея через чернотельное излучение кажется как-то не особо перспективной.
Так она и есть не очень перспективная. Это продукт времён, когда сам фотоэлемент был дорогой в сравнении с зеркалами-призмами-линзами и так далее. Один огромный плюс есть - большая плотность мощности (что повышает КПД) на элементе при сильно уменьшеном его нагреве (за счёт высокого КПД).

В сравнении с "концентратор+тепловая машина" имело свои выгоды. Другое дело, что весь этот класс установок вообще не очень-то уже...

Fakir> Даже с точки зрения чистой термодинамики.
До чисто термодинамического предела солнечным батареям как мне до Пекина раком. :)
   102.0.0.0102.0.0.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Big Data and Satellite Applications

Another interesting example comes from the solar energy sector. Availability of
solar irradiance at a project site is one of the primary factors which affect the profitability
of a photovoltaic project. Solar irradiance, in turn, is affected by various atmospheric
effects, such as cloud cover, water vapour and aerosols. Therefore, determining
spheric the characteristics of these effects at a project site is essential for conducting a profitability analysis and tracking the performance of a photovoltaic investment over time.
The imagery from meteorological satellites is very useful for this purpose.
 
   56.056.0
RU Дем #29.06.2022 13:43  @Aнтикосмит#16.06.2022 11:33
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Aнтикосмит> И почему мы не видим высокоэффективных солнечных батарей? В лучшем случае из кристаллического, а в худшем из аморфного кремния?
Потому что солнца - много.
И поэтому лучше дешёвая батарея с низким КПД, чем дорогая с высоким.
   101.0101.0
RU Дем #29.06.2022 13:56  @Aнтикосмит#16.06.2022 10:22
+
-
edit
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Aнтикосмит> У меня вопрос. Как я понимаю низкий КПД солнечных батарей связан с ограниченностью материалов (ширина запрещенной зоны и т.п.), которые не могут работать во всем солнечном спектре (300 - 2500 нм). Так вот. Можно ли сделать элементы, работающие в узкой полосе (допустим, 100 нм), но с КПД близким к теоретическому (0,7-0,8)?
Есть ещё такая идея - не на полупроводниках, а на нанотрубках.
Нанотрубки имеют размер в те же сотни нанометров что и длина волны и поглощают каждая свой кусочек спектра как ректенны. Собственно потому они чёрные.
Осталось только прикрепить к ним выпрямитель.
   101.0101.0
RU Sandro #29.06.2022 15:20  @Aнтикосмит#16.06.2022 10:22
+
-
edit
 

Sandro
AXT

инженер вольнодумец
★★
Aнтикосмит> Так вот. Можно ли сделать элементы, работающие в узкой полосе (допустим, 100 нм), но с КПД близким к теоретическому (0,7-0,8)?

Теоретический предел КПД фотоэлемента — 100%. При длине волны, соответствующей ширине запрещенной зоны (я упрощаю).
Да, про многослойные элементы уже ответили. У них есть свои проблемы. Это и редкие материалы, и внутренние потери, как оптические, так и электрические.
Кремний хорош тем, что он дёшев и сравнительно прост по технологии. И доступен в неограниченном количестве (вряд ли нам получится проиметь наш алюмосиликатный глобус :) ). И просто очищается.
   52.952.9

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Sandro> Теоретический предел КПД фотоэлемента — 100%. При длине волны, соответствующей ширине запрещенной зоны (я упрощаю).

Нет такого даже при чётком и идеальном соответствии. Даже на холостом ходу. Уже хотя бы по причине наличия рекомбинации (излучательной и безызлучательной) и неполного поглощения света (оно всегда не 100%, что-то всегда отражается, принципиально), и т.п. И это на холостом, а когда ток течёт, еще слегка прибавляется.

Так что даже для такого идеализированного случая сложно и до 95% дотянуть, скорее <90%.
 
   56.056.0
Это сообщение редактировалось 30.06.2022 в 13:15
EE Татарин #30.06.2022 14:50  @Fakir#30.06.2022 12:57
+
+2
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir> Так что даже для такого идеализированного случая сложно и до 95% дотянуть, скорее <90%.
Да, скорее, 90% - при концентрированном лазерном свете.

Но с практической точки зрения это тоже очень много и бороться за остаточные крохи - уже такое... не очень это важно.

С практической точки зрения СБ сейчас конструкцией пытаются решить проблемы солнечного света - тепловой спектр и малая плотность мощности (если свет концентрировать при нормальном теплоотводе, КПД растёт за счёт тупого забивания ловушек).
   102.0.0.0102.0.0.0
+
-
edit
 

tramp_

дёгтевозик
★★
t.> Нашел вот такой проект с солнечной энергией Серб снова отжигает в энергетике - lion_rat — LiveJournal

и еще один вариант китайский https://www.youtube.com/watch?v=LzwFsIVlQ5A
   103.0.0.0103.0.0.0
EE Татарин #05.07.2022 11:43  @tramp_#03.07.2022 00:53
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
t.> Нашел вот такой проект с солнечной энергией Серб снова отжигает в энергетике - lion_rat — LiveJournal
Выглядит как изобретательская ерунда какая-то 50-тилетней давности. Линза Френеля во всю площадь?! Сколько ж оно будет стоить за ватт, работая, причём, только с направленым светом и почти не работая при низком солнце? Один только концентратор - циклопическая конструкция при некоторой заметной мощности... а ещё всё оборудование теплового цикла Брайтена, сброс тепла...

КМК, если хочется сезонного термодинамического хранения энергии, то его можно делать и отдельно.
   103.0.0.0103.0.0.0
LT Bredonosec #09.07.2022 23:57  @Татарин#05.07.2022 11:43
+
-
edit
 
Татарин> Выглядит как изобретательская ерунда какая-то 50-тилетней давности. Линза Френеля во всю площадь?! Сколько ж оно будет стоить за ватт,
оно настолько дорого?

>работая, причём, только с направленым светом
в смысле?

Татарин> КМК, если хочется сезонного термодинамического хранения энергии, то его можно делать и отдельно.
но зачем? Зачем лишние преобразования и потери?
Температура солнечнго света по спектру порядка 6к градусов, любое преобразование через теплоносители будет ограничивать верхнюю температуру аккумулятора.
А через электроэнергию - теплопоток будет ограничен мощностью тэна.
Зачем?
   101.0101.0
10.07.2022 09:36, капитан-123: -1:
EE Татарин #10.07.2022 00:08  @Bredonosec#09.07.2022 23:57
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Выглядит как изобретательская ерунда какая-то 50-тилетней давности. Линза Френеля во всю площадь?! Сколько ж оно будет стоить за ватт,
Bredonosec> оно настолько дорого?
Ну, скорее нынешние СБ настолько дёшевы.

>>работая, причём, только с направленым светом
Bredonosec> в смысле?
Ну, любая концентрация имеет смысл, если свет идёт с конкретного направления, короче - ясное небо и яркое чистое солнце. Без облаков. А это сразу куда более сильные погодные ограничения.
Если не брать пустыни, а места где живут люди, то солнечные батареи очень много собирают рассеянного света в таких местах - во время облачности, на рассвете-закате и т.п.

Татарин>> КМК, если хочется сезонного термодинамического хранения энергии, то его можно делать и отдельно.
Bredonosec> но зачем? Зачем лишние преобразования и потери?
В теории - как бы и незачем. На практике СБ слишком дёшевы и удобны в установке, а аккумуляцию можно от них отделить.
   103.0.0.0103.0.0.0
LT Bredonosec #10.07.2022 00:22  @Татарин#10.07.2022 00:08
+
-
edit
 
Татарин> Ну, любая концентрация имеет смысл, если свет идёт с конкретного направления, короче - ясное небо и яркое чистое солнце. Без облаков. А это сразу куда более сильные погодные ограничения.
согласен.

Татарин> а аккумуляцию можно от них отделить.
так чтоб хватило на зиму? Но как? Ни один акум так не сможет. Выработка водорода? БОльшие потери..
   101.0101.0
10.07.2022 09:36, капитан-123: -1:
EE Татарин #10.07.2022 00:45  @Bredonosec#10.07.2022 00:22
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Bredonosec> так чтоб хватило на зиму? Но как? Ни один акум так не сможет. Выработка водорода? БОльшие потери..
Ну, вот эта фигня с нагревом и суток не протянет, как весь кумар выйдет.

Аккум-то сможет, просто они дОроги. Ну так эта штука даже с учётом аккумуляции не дешевле будет.
   103.0.0.0103.0.0.0
LT Bredonosec #10.07.2022 01:18  @Татарин#10.07.2022 00:45
+
-
edit
 
Татарин> Ну, вот эта фигня с нагревом и суток не протянет, как весь кумар выйдет.
ээ... а почему выйдет?
Там по памяти что-то порядка 1000 кубов базальта, плюс теплоизоляция - с чего вдруг? Теплопотери с теплоёмкостью вообще несравнимы..

Татарин> Аккум-то сможет, просто они дОроги. Ну так эта штука даже с учётом аккумуляции не дешевле будет.
ну, на акумах оно вообще нежизнеспособно.
   101.0101.0
10.07.2022 09:37, капитан-123: -1:
1 2 3 4 5 6 7 8 9

в начало страницы | новое
 
Поиск
Поддержка
Поддержи форум!
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru