Fotovoltaik Berkonsentrasi Atap Menang Besar Di Atas Silikon dalam Pengujian Luar Ruangan

& quot;Dulu sel surya mahal, tapi sekarang'menjadi sangat murah," kata Chris Giebink, Asisten Profesor Teknik Elektro Charles K. Etner, Penn State."Akibatnya, sel surya tidak lagi menjadi biaya dominan dari energi yang dihasilkannya. Sebagian besar biaya semakin banyak terletak pada segala sesuatu yang lain -- inverter, tenaga kerja pemasangan, biaya perijinan, dll. -- semua barang yang dulunya kami abaikan.&kutipan;

Lanskap ekonomi yang berubah ini telah mengutamakan efisiensi tinggi. Berbeda dengan panel surya silikon, yang saat ini mendominasi pasar dengan efisiensi 15 hingga 20 persen, pemusatan fotovoltaik memfokuskan sinar matahari ke sel surya yang lebih kecil, tetapi jauh lebih efisien seperti yang digunakan pada satelit, untuk memungkinkan efisiensi keseluruhan 35 hingga 40 persen. Sistem CPV saat ini berukuran besar -- seukuran papan reklame -- dan harus berputar untuk melacak matahari di siang hari. Sistem ini bekerja dengan baik di lapangan terbuka dengan ruang berlimpah dan banyak sinar matahari langsung.

& quot;Apa yang kami' coba lakukan adalah membuat sistem CPV efisiensi tinggi dalam faktor bentuk panel surya silikon tradisional," kata Giebink.

Untuk melakukan ini, para peneliti menanamkan sel surya multi-persimpangan kecil, kira-kira setengah milimeter persegi, ke dalam selembar kaca yang meluncur di antara sepasang susunan lensa plastik. Seluruh susunan setebal sekitar dua sentimeter dan pelacakan dilakukan dengan menggeser lembaran sel surya secara lateral di antara susunan lensa sementara panel tetap terpasang di atap. Pelacakan sepanjang hari' membutuhkan sekitar satu sentimeter gerakan, yang praktis tidak terlihat.

& quot;Tujuan kami dalam eksperimen baru-baru ini adalah untuk menunjukkan kelayakan teknis sistem seperti itu," kata Giebink."Kami menyusun prototipe dengan sel mikro tunggal dan sepasang lensa yang memusatkan sinar matahari lebih dari 600 kali, membawanya ke luar ruangan dan secara otomatis melacak matahari sepanjang hari.&kutipan;

Karena tim perlu mengetahui dengan tepat berapa banyak sinar matahari langsung dan difus yang ada selama pengujian, mereka mendirikan Pusat Penelitian Pertanian Russell E. Larson di Penn State di mana terdapat situs pemantauan Radiasi Permukaan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional. Mahasiswa pascasarjana Jared Price dan Alex Grede bekerja sama dengan peneliti pasca-doktoral Baomin Wang untuk menguji sistem selama dua hari yang cerah dari fajar hingga senja tepat di samping sel surya silikon komersial.

Para peneliti melaporkan di Nature Energy, bahwa sistem CPV mencapai efisiensi 30 persen, berbeda dengan efisiensi 17 persen dari sel silikon. Secara keseluruhan sepanjang hari, sistem CPV menghasilkan energi 54 persen lebih banyak daripada silikon dan bisa mencapai 73 persen jika pemanasan sel mikro dari sinar matahari yang intens dihindari.

Menurut Giebink, teknologi CPV pelacakan tertanam ini akan sempurna untuk tempat-tempat dengan banyak sinar matahari langsung, seperti AS barat daya atau Australia.

Giebink mencatat bahwa tantangan besar masih terbentang di depan dalam penskalaan sistem ke area yang lebih luas dan membuktikan bahwa itu dapat beroperasi dengan andal dalam jangka panjang, tetapi dia tetap optimis.

& quot;Dengan rekayasa yang tepat, kami'sedang melihat langkah-perubahan efisiensi yang dapat berguna dalam aplikasi mulai dari atap hingga kendaraan listrik -- benar-benar di mana saja's penting untuk menghasilkan banyak tenaga surya dari area terbatas.&kutipan;