ژنراتور برق خورشیدی کروی

یک طراح آلمانی شکل نوآورانه ای از یک ژنراتور برق خورشیدی ارائه داده است که بر خلاف صفحات تخت و نازک پنل های فتوولتائیک، یک کره شفاف بزرگ می باشد! در این طرح، مشابه یک ذره بین بزرگ و به کمک علم هندسه و خواص اپتیکی یک توپ بزرگ، ایجاد توان می شود. ادعا میشود که در مقایسه با سیستم های فنوولتائیک معمولی، می تواند راندمان ۷۵ درصد را به دست آورد.

ژنراتور برق خورشیدی کروی چیست؟

ژنراتور برق خورشیدی، که beta.ey نامگذاری شده، وسیله جذب انرژی خورشیدی هست که توسط یک آلمانی بنام آندره براسل طراحی شده است. او عقیده دارد که ایده اش، راه حلی برای بهره گیری بیشتر از انرژی خورشید میباشد. توسعه beta.ey توسط شرکت Andre and Rawlemon هدایت میشود که یک شرکت مدرن فعال در زمینه نسل آینده فتوولتائیک (CPV) و تمرکز حرارتی (CSP) هستند.

این طرح قادر به تولید برق خورشیدی در روز و حتی شب هنگام خواهد بود. beta.ey، بهمراه یک سیستم هیبریدی، برای تولید برق روزانه و انرژی حرارتی، بطور همزمان مورد استفاده قرار میگیرد. درحالی که سطح سلول سیلیکونی برای تولید انرژی الکتریکی را تا ۲۵ درصد کاهش میدهد، با استفاده از متمرکزکننده نقطه کانونی لنزتوپی ultra-transfer، در حالت هیبریدی راندمان ۷۵ درصد را ایجاد میکند. هنگام شب، لنز توپی میتواند، بکمک تعدادی LED، به لامپ قوی تبدیل شود. این مجموعه در شرایط جدا از شبکه یا همان off-grid برای تامین برق و حرارت طراحی شده است که در ترکیب با یک سیستم هیبریدی جهت جدب همزمان انرژی خورشیدی و حرارتی میتواند کاربرد داشته باشد.

کاربرد جالب دیگر آن، استفاده بعنوان پنجره جذب انرژی است که در صورت عملی شدن، به طرز چشمگیری سودآوری زیادی برای آنها خواهد داشت. همچنین می تواند بعنوان مولد برق خورشیدی قابل حمل برای دستگاه های هوشمند یا سایر وسایل الکترونیکی کوچک مورد استفاده قرار گیرد.

چطور کار میکند؟

مولد برق خورشیدی کروی به کمک یک کره بزرگ شفاف، نور خورشید پخش شده را بر روی یک صفحه خورشیدی کوچک متمرکز میکند. از آنجا که صفحه فتوولتائیک خورشیدی که در دستگاه استفاده می شود بسیار کوچک هست، راندمان نسبی آن بالا میباشد.

در واقع، شکل نوآورانه ای از فناوریهای فتوولتائیک متمرکز (CPV) است که همگی بر استفاده از آینه ها و لنزهای تمرکز دهنده انرژی خورشیدی بر روی دریافت کننده های خورشیدی اشاره دارند. در این سیستمها، ردیاب مسیر حرکت خورشید در آسمان مورد استفاده قرار میگیرد. CPV ها و beta.ey هر دو قادر به دنبال کردن موقعیت خورشید در آسمان بوده و بدین ترتیب انرژی بیشتری در مقایسه با نوع فتوولتائیکهای ثابت جذب میکنند.

سایر CPV ها همچنین از پانل های مینیاتوری استفاده می کنند که به کاهش گرمای بیش از حد آن کمک میکند. در برخی موارد اندازه تقریبی ۱ میلیمتر مربع برای پنل، مورد استفاده قرار میگیرد که قادر هست برق بیشتری نسبت به پنلهای بزرگتر تولید کند. مشابه شرایط کار در روز، beta.ey میتواند برای جذب نور ماه در شب نیز استفاده شود، البته با راندمان کم نسبت به شرایط روز.

beta.ey همانند سایر CPV ها، یک راه حل امیدوار کننده برای آینده انرژی های تجدید پذیر را ارائه می کنند. به نظر می رسد آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته وزارت انرژی آمریکا موافق این ایده میباشد. در سال ۲۰۱۵، دولت قبلی ایالات متحده، ایجاد برنامه ای موسوم به MOSAIC برای سرمایه گذاری ۲۴ میلیون دلاری برای توسعه فن آوری خورشیدی CPV را اعلام نمود.

چرا این روش بهتر از فتوولتائیک های معمولی است؟

beta.ey ترکیبی از هندسه کره شفاف بزرگ با سیستم ردیاب دو محور و جمع کننده انرژی می باشد که، در تئوری، دو برابر یک پانل خورشیدی معمولی تولید انرژی می کند. همانند سایر CPV ها، این نوآوری از طریق توانایی اتوماتیک خود برای جمع آوری انرژی خورشیدی، از  سیستمهای فتوولتائیک مهمولی کارآمدتر است. به این دلیل که پنل های فتوولتائیک برای رسیدن به حداکثر توان بالقوه خود، باید عمود بر منبع نور، خورشید، قرار بگیرند که با حرکت دادن پنل در راستای دو محور، در طول روز، امکانپذیر می شود.

در عین حال که پنل خورشیدی تجاری بزرگ دارای راندمان حدود ۱۶ تا ۲۰ درصد هستند، سیستم های CPV راندمانی بین ۲۵ تا ۳۰ درصد را میتوانند داشته باشند و بعضی از آنها، حتی توانسته اند به راندمانی بیش از ۴۰٪ برسند. اگر عددی که توسط Rawlemon ادعا می شود را قبول داتشه باشیم، سیستم آنها می تواند به راندمان باورنکی ۷۵ درصد در حالت ترکیبی برق و حرارت برسد.

beta.ey نیز با استفاده از مواد مناسب میتواند اقتصادی باشد. سلول های خورشیدی کوچکتر به معنی استفاده کمتر از فلزات گرانبها همانند نقره و سایر مواد مصرفی است. همچنین اگر در ساختمانها استفاده گردد، بدلیل نیاز به فضای کمتر، استفاده بینه تری خواهد داشت.

پنلهای فتوولتائیک متحرک بزرگ و سنگین هستند که نیاز به مکانیزمهای حرکتی و ساپورتهای زیادی دارند. همچنین، پنلهای نصب شده در مزارع خورشیدی در مقابل باد، آسیب پذیر هستند. اما در ژنراتور برق خورشیدی کروی، جابجایی بسیارکمی برای صفحات فتوولتائیک که در بیرون کره قرار گرفته اند نیاز میباشد. ژنراتور برق خورشیدی ممکن است در رقابت با سایر CPV ها نیز برتری داشته باشد. در حالی که CPV در جمع آوری و تمرکز نور مستقیم خورشید بسیار عالی عمل میکند، اما در جذب پرتوهای پراکنده شده توسط ابرها و یا جو زمین آنچان موثر نیستند.

در حالی که این فناوری ممکن است جایگزین مناسب برای فتوولتائیک معمولی باشد، اما درای نواقصی است. از آنجایی که کلکتور اصلی آن یک کره شفاف غول پیکر است، راندمان آن به میزان تمیزی آن بستگی دارد. برای مثال، بدلیل آلودگی طبیعی، همچون فضولات پرندگان، مستلزم آن است که به طور مداوم تمیزکاری کردد مگر آنکه به سیستم خودکار تمیزکاری مجهز شود. طراحی آن نیز ساده میباشد. در حالی که بطور قطع، طراحی نمونه اولیه در نوع خود، بیشتر، یک کار هنری است، اما از بسیاری پنل های فتوولتائیک معمولی برجسته تر میباشد و احتمالا به راحتی می توان آن را به عنوان یک قطعه مجسمه سازی مدرن در بسیاری از گالری های هنری در سراسر جهان به نمایش گذاشت.

 

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.




ارسال