Недорогая установка сможет преобразовывать 80% солнечной энергии

По случаю Дня Земли учеными анонсирован международный проект по созданию фотоэлектрической системы, которая не только будет стоить в три раза дешевле других сопоставимых решений, но и станет способна концентрировать солнечный свет в 2 000 раз и использовать его с эффективностью 80% (30% — непосредственное преобразование в электроэнергию и еще 50% — утилизация выделяющегося тепла).

Концентратор прототипа HCPVT разрабатывается в ETH Zurich с применением численным алгоритмов трассировки лучей. Им будет служить адаптивный параболический отражатель, состоящий из множества зеркальных фрагментов, для каждого из которых следящая за положением солнца система определяет оптимальную ориентацию.

Приемник для концентрированного света будет состоять из сотен фотоэлектрических чипов с тройным переходом. Каждый из них имеет размеры 1×1 см и способен выдавать 200-250 Вт за типичный 8-часовой день в солнечном регионе. Для всего приемника плановая мощность составляет 25 кВт.

Фоточипы вмонтированы в микроструктурный радиатор, обеспечивающий подвод жидкого охладителя на расстояние всего в десятки микрометров от поверхности фотоэлемента. Это решение базируется на системе охлаждения высокопроизводительных компьютеров Aquasar, разработанной IBM в сотрудничестве с Египетским центром нанотехнологических исследований. Оно позволяет отводить выделяющееся тепло в 10 раз эффективнее пассивного воздушного охлаждения.

Прообразом конструкции микрожидкостного охлаждения послужила структура каналов с иерархическим ветвлением системы кровоснабжения человеческого организма. Для поддержания циркуляции требуется весьма небольшая мощность, при этом температура чипов сохраняется практически неизменной при росте концентрации солнечного света до 2000х и остается в безопасных пределах до 5000х.

Также планируется отказаться от применения дорогостоящих стальных элементов и зеркал, заменив их легковесными бетонными конструкциями и прессованной фольгой.