| Περίληψη: | Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται διαφορετικοί και πρωτότυποι τύποι κατακόρυφης αρχιτεκτονικής φωτοβολταϊκών συστημάτων (VI-CPV) και το πλεονέκτημά τους σχετικά με την ισχύ που παράγεται. Στο πρώτο προτεινόμενο σύστημα, ένα ημιδιαφανές μονοκρυσταλλικό ηλιακό στοιχείο πυριτίου τοποθετείται συμμετρικά πάνω από ένα συμβατικό κύτταρο Si μεγάλης απόδοσης. Η ημιδιαφάνεια του άνω φωτοβολταϊκού στοιχείου προκαλείται από ένα δισδιάστατο περιοδικό μοτίβο οπών με σχήμα τετραγώνων, κύκλων ή ελλείψεων. Οι οπές έχουν κοπεί χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ και κατανέμονται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια του κυττάρου. Συμπυκνωμένο ηλιακό φως από ένα φακό Fresnel που προσπίπτει στην μπροστινή επιφάνεια του ημιδιαφανούς κυττάρου περνά μέσα από το δισδιάστατο περιοδικό πλέγμα των οπών του και δημιουργεί ένα παρόμοιο πλέγμα στην επιφάνεια του κάτω κυττάρου. Εκτός αυτής της περιοχής το μεγαλύτερο κύτταρο στη βάση της κατασκευής λαμβάνει επίσης συμπυκνωμένη ακτινοβολία από το φακό Fresnel. Ο απώτερος σκοπός μας είναι να μελετήσουμε τα ανώτατα όρια παραγωγής ενέργειας με χαμηλό κόστος και να χρησιμοποιήσουμε ένα φιλικό προς το περιβάλλον σύστημα CPV σε πολύ χαμηλά επίπεδα Χ που αποτελούνται εξ ολοκλήρου από κάθετα ενσωματωμένα και εξαιρετικά αποδοτικά ημιδιαφανή και συμβατικά κύτταρα Si. Για την αρχική μας υλοποίηση του συστήματος VI-CPV τόσο τα ημιδιαφανή όσο και τα τυπικά φωτοβολταϊκά στοιχεία Si που χρησιμοποιήθηκαν κατασκευάστηκαν από την Sunways AG στη Γερμανία. Το μέγεθος του ημιδιαφανούς ηλιακού κυττάρου είναι 125mm x 125mm και η αποδοτικότητά του 13.7% υπό STC. Το μέγεθος του τυπικού ηλιακού στοιχείου Si είναι 156mm x 156mm με απόδοση 17.3% και πάλι υπό συνθήκες STC. Λόγω των υψηλών ηλεκτρικών ρευμάτων που παράγονται και από τους δύο τύπους κυττάρων, κάτω από συγκεντρωμένο ηλιακό φως, η καμπύλες I-V μετρώνται χρησιμοποιώντας την μονάδα μέτρησης της Keithley, η οποία τροφοδοτεί ρεύματα έως και 10Α σε λειτουργία παλμού. Η παρούσα σχεδίαση παράγει, σε πολύ χαμηλά Χ, τουλάχιστον την ίδια ποσότητα ισχύος μ ένα επίπεδο πάνελ ισοδύναμης επιφάνειας, αν και χρησιμοποιούνται τα μισά ηλιακά κύτταρα. Θα συζητηθούν και άλλες αποτελεσματικές γεωμετρικές διαμορφώσεις της κατακόρυφης αρχιτεκτονικής με και χωρίς φακούς Fresnel.
|
|---|
