Плоски и сферични лещи слънчеви панели

Слънчевата енергия отдавна се използва за генериране на електричество. В допълнение към обичайните панели използват слънчеви концентратори, състоящи се от много сферични лещи. Такива устройства многократно повишават ефективността на работата на батерията.

Съществуват няколко вида концентратори, базирани на Fresnel лещи (след името на техния изобретател Август Френел, който през 19 век провежда експерименти със стъклени призми). В съвременните системи призматичните линии са направени от пластмаса чрез щамповане. Най-простите им образци във формат 8 × 11 струват около 2 USD, те могат да бъдат закупени в канцеларски магазини.
Слънчевите концентратори от този тип са намерили приложение в следните области. Първо, те са инсталирани на върха на фотоволтаичните клетки на слънчеви панели. Това прави възможно увеличаването на светлинния поток да бъде осем пъти и също така да се спестят значително фотоклетките на галиев арсенид чрез намаляване на техния брой. На второ място, концентраторите са необходими за поддържане на работата на слънчеви пещи. За първи път това беше използвано в Калифорния през 1998 г .: след това с помощта на концентратори, малка къща беше снабдена с електричество.
Учените от Санкт Петербург предлагат нов тип слънчеви панели, чието производство използва слънчеви концентратори. Оборудването беше тествано, което показа своята ефективност. Този проблем беше разрешен и от специалистите на германската компания FlatCon, които успяха да постигнат увеличение на ефективността на оборудването с 40%, въпреки че при първоначалните тестове ефективността не надхвърляше 28,5%.
Едно мащабно въвеждане на слънчеви панели за лещи беше обработвано от известната компания SolFocus. Основният му успех бе разработването на компактен модел, чието производство изисква по-малко от обичайното количество силиций. За концентрацията на слънчевата светлина бяха използвани огледала и лещи. Това позволява да се увеличи до 500 пъти по-голямата енергия, получена отвън (поради по-активното използване на фотоклетките) и най-вече - да се намалят разходите за производство на електроенергия с почти 40%. Компанията SolFocus за 5 години привлече 230 млн. Долара инвестиции и успешно проведе няколко сериозни проекта. Въпреки това, допълнителната дейност на компанията е спряна по неизвестни причини.
Сферичните лещи далеч не знаят как: още през 1970-те учените от САЩ, Германия, Франция и Япония работят върху тяхното създаване. Някои разработки са патентовани. А историята на вътрешното изследвания в тази посока ни отвежда в далечната вече 1988 г. Тогава в Ленинград (сега Санкт Петербург) е работил за създаването на центрове с помощта на призми, сфери и лещи, много учени специално създадени изследователски център.
Сред съвременните постижения можем да отбележим успеха на архитекта от Германия, който с помощта на сферичен концентратор увеличи ефективността на слънчевия панел с 35%. Броесел напълни стъклена топка с вода и по този начин откри, че слънчевата енергия може да се усилва в него с коефициент 10 000. Практическото използване на такива модели обаче е ограничено от значителното им тегло: при монтажа им на покрива ще са необходими специални носещи конструкции. В същото време, тяхното предимство е неоспоримо: слънчевата светлина ще бъде концентрирана, под какъв ъгъл лъчите няма да паднат върху устройството. Следователно, няма нужда да се използват устройства, проследяващи траекторията на слънцето.
Намаляването на производството на слънчеви панели въз основа на фотоклетките намалява търсенето на сферични концентратори. Но способността им да събират слънчева светлина дори на тъмно е много важна, когато е необходимо да се извършва денонощно производство на електроенергия.