/energi

Spejle koncentrerer lyset på supereffektive mini-solceller

Amerikanske virksomheder kæmper hårdt for at udbrede ny solcelleteknologi, hvor spejle og linser skal opfange sollyset i stærkt koncentrerede doser. Hermed skal der bruges mindre af de dyre halvledere og mindre plads.

Af Morten Lund, onsdag 08. jul 2009 kl. 14:05

Få mere solenergi på mindre plads og med færre udgifter.

Sådan lyder salgsmantraet fra en række amerikanske virksomheder, der forsøger at overbevise omverdenen om, at der skal satses på en ny solcelleteknologi kaldet CPV (concentrating photovoltaic solar power).

I lighed med de velkendte solcellesystemer går teknologien ud på at indfange solens energi og så omdanne den til el.

Men hvor normale solceller spredes ud over store arealer, går de nye, amerikanske virksomheder ifølge Scientific American den anden vej. De koncentrerer energien i en enkelt, lille, men højeffektiv celle.

Et system af spejle eller linser opfanger nemlig solens stråler og sender en uhyre koncentreret dosis sollys henimod den højeffektiv solcelle.

»Grundlæggende så opsamler man energien fra 650 sole i en enkelt, lille celle, så man skal kun bruge en meget lille andel solcellemateriale for at indkapsle enorme mængder af sollys og derefter konvertere det til el med en meget høj virkningsgrad,« siger marketingdirektør Nancy Hartsoch fra firmaet Solfocus til Scientic American.

Kræver mindre plads
Solfocus' og en række andre firmaers primære salgsargument er, at deres anlæg kræver meget mindre plads end traditionelle solceller. Det betyder færre udgifter til dyre materialer, først og fremmest halvledere.

Ifølge en amerikansk energiforsker har CPV-bagmændene faktisk noget at have det i:

»Sammenligner vi med traditionelle solcelleteknologier, giver CPV et kvalitativt anderledes resultat, først og fremmest med mindre vandforbrug, større fleksibilitet og evnen til at reagere hurtigere, når solen dukker frem på en skyet dag,« siger Sarah Kurtz, CPV-forsker hos det amerikanske energiministeriums center for vedvarende energi (National Renewable Energy Laboratory).

Den største forhindring for teknologien er, at den er dyrere end traditionelle solceller, vurderer hun. Det kræver investeringer i store projekter at få den bragt ned i pris.



08. jul 2009 kl 14:42

Benny Amorsen

Det virker kun i direkte sollys

Det er selvfølgelig ikke nogen overraskelse, at solceller kun virker når solen skinner, men traditionelle solceller fungerer faktisk ok med indirekte lys gennem skyer. Dette system fungerer kun med direkte lys.

Meget praktisk i mange lande, men ikke i Danmark.


08. jul 2009 kl 14:45

Mathias Vestergaard

lidt ligesom det israelske forskningsprogram

Er det ikke lidt det samme system som de israelske Zenit forskere har fundet på. Mener de kunne forøge virkningsgraden fra 15 til 70% ud fra en solcelle. Det er ihvertfald helt sikkert den rigtige vej at gå. Men tror hvist nok at det israelske projekt kunne sænke prisen ret voldsomt. De taler om ca. 8 US cent pr. kW


08. jul 2009 kl 16:20

Kasper Stricker

Re: lidt ligesom det israelske forskningsprogram

Per kW eller kWh?

Har selv hørt at "the holy grail" ville være når det prisen per kW kom ned på $1. Så lyder 8 US cents godt nok som noget af en reduktion.


08. jul 2009 kl 21:02

Benny Olsen

Re: Det virker kun i direkte sollys

Hvis den ikke virker med diffust lys som vi har når der er fugt i luften, så må en traditionel solfanger give højeste gennemsnitsværdi hos os.

Den koncentrerende type er tænkt til et bælte omkring ekvator, hvor ydelsen på solcellen peeker samtidigt med at forbruget peeker.

http://news.cnet.com/8301-1112...html


08. jul 2009 kl 21:25

Jakob Mølholm

Re: Det virker kun i direkte sollys

OK, men hvor stor - eller lille - effekt får man ud af traditionelle solceller på en overskyet dag, i forhold til en skyfri dag ?.


08. jul 2009 kl 22:34

Johan Ståhl

Effektivere eller billigere?

>>
»Grundlæggende så opsamler man energien fra 650 sole i en enkelt, lille celle, så man skal kun bruge en meget lille andel solcellemateriale for at indkapsle enorme mængder af sollys og derefter konvertere det til el med en meget høj virkningsgrad,« siger marketingdirektør Nancy Hartsoch fra firmaet Solfocus til Scientic American.
<<

Jeg tvivler nu på at man i virkeligheden koncentrerer solenergien 650 gange; ca. 1300 watt solenergi koncentreret på 1 dm2, må vel give siliciumplader der er varmere end kogepladerne på komfuret!

Bortset fra det, kan jeg ikke forstå argumentet om at anordningen kræver mindre plads. Sliciumpladerne fylder mindre, ja, men den koncentrerende linse må vel have samme areal som solceller uden koncentrerende linser!

Så er der det med effektiviteten og økonomien. Får solceller ikke en lavere virkningsgrad, når den er varmere? Og, hvilken levetid har meget varme solceller?


08. jul 2009 kl 23:41

Benny Olsen

Re: Effektivere eller billigere?

Så er der det med effektiviteten og økonomien. Får solceller ikke en lavere virkningsgrad, når den er varmere? Og, hvilken levetid har meget varme solceller?

Det er netop problemerne, de er dyre, de skal drejes mekanisk hvilket gør dem sårbare, varmen nedsætter effektiviteten og ødelægger holdbarheden.


09. jul 2009 kl 00:17

Benny Amorsen

Re: Effektivere eller billigere?

Bortset fra det, kan jeg ikke forstå argumentet om at anordningen kræver mindre plads. Sliciumpladerne fylder mindre, ja, men den koncentrerende linse må vel have samme areal som solceller uden koncentrerende linser!

Der er råd til at bruge bedre solceller, når man kun skal bruger 1/650 så mange.

Der er lige et par praktiske problemer bl.a. omkring køling af cellerne... Det må man bare håbe, at virksomhederne har styr på. Ellers flopper det i al fald hurtigt.


09. jul 2009 kl 02:42

Karsten Pilested

Canada kan da ogsaa

http://www.morgansolar.com/ind....php
Er et ungt Canadisk fima, de lover resultater meget snart.
Problemet med opvarmning af cellen er loest.
Det er forklaret hvordan systemet virker.
Jeg skal nok holde jer orienteret naar der er nyt fra firmaet.


09. jul 2009 kl 07:47

Michael Eriksen

linearitet

Er der nogen der har en mening om, hvor længe effekten af en PV celle er proportional med lys-fluxen?


09. jul 2009 kl 07:58

Michael Eriksen

Re: Re: Effektivere eller billigere?

Bortset fra det, kan jeg ikke forstå argumentet om at anordningen kræver mindre plads. Sliciumpladerne fylder mindre, ja, men den koncentrerende linse må vel have samme areal som solceller uden koncentrerende linser!

Der er råd til at bruge bedre solceller, når man kun skal bruger 1/650 så mange.

Jo, men hvis man alligevel vil bruge et spejl med sporing, kan det bedre betale sig at varme på en stirling motor, der har en effektivitet på 20%. Det kommer en PV celle ikke i nærheden af endnu - eller gør den med et spejl?


09. jul 2009 kl 09:15

Tomas Ussing

Baron von Münchhausen

Det er ren hat og briller det der! Jeg tænkte det med det samme da det israelske projekt blev præsenteret på DR2 Udland for nogle måneder siden.

Man skal benytte/bestryge/dække et givent areal så det der med at trække 50 eller 500 gange så meget energi ud af solen det er simpelthen noget vrøvl; SELV når man lige glemmer de betragtelige ekstraudgifter der er ved at skulle implementere et 2-akset pivot system med tilhørende styring OG en 4 kvm. fresnel linse...

Der er TO veje til fremtidig effektiv photovoltaisk udnyttelse af solen:

1) Laveffektive, men super billige "bulk" celler (f.eks. polymere solceller) indbygges i tag, facade eller vinduesglas.

2) højeffektive halvleder baserede celler som vi kender dem idag, men krydret med et lag "photonic crystal fiber" - altså en nano-lysleder struktur, således at disse bliver mindre afhængige af solens indfaldsvinkel.

period :-O


09. jul 2009 kl 16:07

Martin Larsen

Re: Re: Det virker kun i direkte sollys

OK, men hvor stor - eller lille - effekt får man ud af traditionelle solceller på en overskyet dag, i forhold til en skyfri dag ?.

Har tilfældigvis lige diskurteret dette emne med at par gutter fra Check Repuplic. Hvor de kommer fra har de en solindstråling på ca 300 kwh/m2 ved skyet vejr (100% diffuse), og omkring 1000 kwh/m2 i klart vejr. Værdien for skyet vejr burde ligge lidt lavere i DK, men ikke langt fra.


09. jul 2009 kl 19:44

Anders Jakobsen

Re: Baron von Münchhausen

Det er ren hat og briller det der! Jeg tænkte det med det samme da det israelske projekt blev præsenteret på DR2 Udland for nogle måneder siden.

Man skal benytte/bestryge/dække et givent areal så det der med at trække 50 eller 500 gange så meget energi ud af solen det er simpelthen noget vrøvl; SELV når man lige glemmer de betragtelige ekstraudgifter der er ved at skulle implementere et 2-akset pivot system med tilhørende styring OG en 4 kvm. fresnel linse...

Der er TO veje til fremtidig effektiv photovoltaisk udnyttelse af solen:

1) Laveffektive, men super billige "bulk" celler (f.eks. polymere solceller) indbygges i tag, facade eller vinduesglas.

2) højeffektive halvleder baserede celler som vi kender dem idag, men krydret med et lag "photonic crystal fiber" - altså en nano-lysleder struktur, således at disse bliver mindre afhængige af solens indfaldsvinkel.

period :-O

Du siger noget.

En retroreflektor reflekterer lys tilbage dertil hvor det kom fra. Et spejl reflekterer lyset væk i samme vinkel som det kommer ind, bare "modsat". Kunne man konstruerer optik/spejlflader, der reflekterer imod samme punkt, uanset indfaldsvinklen?


09. jul 2009 kl 21:19

Erik Nørgaard

Re: Re: Re: Det virker kun i direkte sollys

OK, men hvor stor - eller lille - effekt får man ud af traditionelle solceller på en overskyet dag, i forhold til en skyfri dag ?.

Har tilfældigvis lige diskurteret dette emne med at par gutter fra Check Repuplic. Hvor de kommer fra har de en solindstråling på ca 300 kwh/m2 ved skyet vejr (100% diffuse), og omkring 1000 kwh/m2 i klart vejr. Værdien for skyet vejr burde ligge lidt lavere i DK, men ikke langt fra.

Er der ikke røget nogle potenser i svinget?
Jeg "gætter" på ca. 800 W/m2 indstrålet effekt i klart vejr og omkring 250 W/m2 i skyet vejr.
Så kan du selv sætte et h efter W, for at få fat i energiindstrålingen pr. time.
De opgivne tal minder om gamle russiske og kinesiske overdrivelser, som måske stammede fra tidlige regnemaskiner ;-D


10. jul 2009 kl 09:40

Tomas Ussing

Re: Re: Baron von Münchhausen



Du siger noget.

En retroreflektor reflekterer lys tilbage dertil hvor det kom fra. Et spejl reflekterer lyset væk i samme vinkel som det kommer ind, bare "modsat". Kunne man konstruerer optik/spejlflader, der reflekterer imod samme punkt, uanset indfaldsvinklen?

Jo - en "hollow waveguide" (altså et "spejlrør")fungerer i princippet på den måde, man skal blot lave væggene på dette rør så ultratynde som muligt. En eller anden form for lysleder med "graded index" er dog nok bedre til formålet da lyset i højere grad vil blive guided tæt på vinkelret ind imod solcelleoverfladen. Det er dog noget folk der ved meget mere om emnet end jeg allerede arebjder på :-)


10. jul 2009 kl 09:43

Martin Larsen

Re: Re: Re: Re: Det virker kun i direkte sollys

Tror jeg kom til at mikse tallene sammen. Det er selvfølgelig W/m2.

Kender ikke baggrunden for tallene, fik tallene fra en Prof. V. Benda ved Prag universitet.


10. jul 2009 kl 09:45

Tomas Ussing

Re: Re: Re: Baron von Münchhausen

Og så for at præcisere så mener jeg jo naturligvis et monstrøst "bunddle" af disse lysledere/waveguides/hollow-fiber -placeret foran solcellen.... forestil dig en bikube!


10. jul 2009 kl 10:51

Anders Jakobsen

Re: Re: Re: Baron von Münchhausen



Du siger noget.

En retroreflektor reflekterer lys tilbage dertil hvor det kom fra. Et spejl reflekterer lyset væk i samme vinkel som det kommer ind, bare "modsat". Kunne man konstruerer optik/spejlflader, der reflekterer imod samme punkt, uanset indfaldsvinklen?

Jo - en "hollow waveguide" (altså et "spejlrør")fungerer i princippet på den måde, man skal blot lave væggene på dette rør så ultratynde som muligt. En eller anden form for lysleder med "graded index" er dog nok bedre til formålet da lyset i højere grad vil blive guided tæt på vinkelret ind imod solcelleoverfladen. Det er dog noget folk der ved meget mere om emnet end jeg allerede arebjder på :-)

Nu tænkte jeg mest af alt at kombinerer "koncentrerede solceller" med optikken, sådann at et sådant apparat ikke behøver at tracke solen, men måske det også er muligt med din "lyslederløsning"?

Alternativt kunne man lade mange faste paraboler sigte imod det samme brændpunkt bestående af et flytbart spejl hængt op over parabolerne, der så sigtede imod en gruppe højeffektive solceller på jorden. Derved blev den bevægelige del komponent nedsat fra mange små vandkølede solcelleenheder til et enkelt spejl og afkølingen af solcellerne kunne foregå et enkelt centralt sted, hvor varmen også var stor nok til at kunne blive udnyttet.


10. jul 2009 kl 12:18

avatar

Thomas Scherrer

prisen

Det hele handler jo om prisen,
hvis jeg kunne købe en celle og smide på taget og
garagen som kunne tjæne sin egen pris ind
over et par år samt have en holdbarhed på 10-20år
ville jeg helt sikkert allerede montere den i løbet af næste weekend.
når nogen fikser dette, bliver de stenrige !
man skal da udnytte pladsen på alle folks tage,
så slipper man for at skulle montere extra kabler mv
for at transportere energi fra disse store og smarte solfangere der skal stilles op et sted langt fra hvor nogen bor, og man skal betale leje af grunden !
og ingen vil bo i nærheden det kommer jo til at ligne jeg ved ikke hvad, så alle grunde i nærheden bliver ikke til at sælge, tænk det hele igennem og få folk med på ideen, så kommer den store gevinst,
der er milioner af folk i dk der kunne montere sådan noget endda i deres EGEN fritid !! aha dvs gratis arbejdskraft til at montere det hele.. tænk stort og vind stort.


16. jul 2009 kl 10:49

avatar

Thomas Scherrer

Watt / kvardrat meter

når normale vejrstationer måler Watt/m2 effekten fra solen til 500-700 Watt/m2 allerede kl 10 i dag, når solen lige rammer imellem en sky. så sidder jeg og tænker at alt den energi kunne jeg godt tænke mig at få adgang til :-)
Er der nogen klogehoveder der ved hvad den billigste metode er for normale folk at lave EL fra solen ?
Det er klart at jeg ikke ønsker at bruge det mest effektive solceller da disse nok er for dyre, men der må være et trade off, pris/størrelse/effekt/levetid


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.

Eksterne links om klima
Klimadebat.dk