Batas efisiensi teknologi surya fotovoltaik-termal hibrid generasi berikutnya
Engineering

Batas efisiensi teknologi surya fotovoltaik-termal hibrid generasi berikutnya


Spektrum matahari dipisahkan oleh filter optik, dan hanya sebagian dari spektrum yang dikirim ke sel PV untuk pembangkit listrik. Sisa spektrum, yang tidak dapat dimanfaatkan oleh sel surya, diarahkan ke penyerap panas untuk menghasilkan energi panas. Kredit: Gan Huang, Kai Wang dan Christos N. Markides.

Teknologi photovoltaic-thermal (SSPVT) hibrida pemecah spektrum telah muncul sebagai rute yang menjanjikan menuju pemanenan tenaga surya berkinerja tinggi. Dalam penelitian ini, para ilmuwan telah mengembangkan kerangka komprehensif untuk pemodelan kolektor surya SSPVT. Kerangka kerja dapat digunakan untuk menentukan batas efisiensi pengumpul tersebut dan untuk menunjukkan bagaimana batas tersebut dapat didekati melalui pemilihan desain dan bahan yang optimal. Pekerjaan ini mempromosikan dan memberikan panduan untuk desain, pengembangan, dan penyebaran sistem tata surya generasi mendatang.

Energi surya adalah salah satu sumber energi terbarukan yang paling melimpah, dan teknologi surya yang efektif memiliki potensi besar untuk meringankan tantangan besar dari meningkatnya permintaan energi global, sekaligus mengurangi emisi terkait. Energi matahari mampu memenuhi kebutuhan energi listrik dan panas dari berbagai pengguna akhir melalui teknologi fotovoltaik (PV) dan panas matahari (ST). Baru-baru ini, konsep hybrid photovoltaic-thermal (PVT) telah diusulkan yang secara sinergis menggabungkan manfaat teknologi PV dan ST, dan mampu menghasilkan listrik dan panas yang berguna secara bersamaan dari area dan komponen yang sama.

Pemisahan spektral adalah pendekatan yang muncul untuk merancang kolektor surya PVT berkinerja tinggi, yang menggunakan desain canggih dengan filter optik yang mengarahkan berbagai bagian spektrum matahari baik ke sel PV untuk pembangkit listrik atau ke penyerap panas untuk pembangkit panas. Namun demikian, batas efisiensi akhir kolektor spektral-splitting PVT (SSPVT) tergantung pada aplikasi dan permintaan pengguna akhir, bersama dengan desain kolektor yang optimal, sel PV dan bahan filter optik yang memungkinkan kita untuk mendekati batas ini masih belum jelas, dengan kurangnya konsensus di lapangan, memotivasi pemeriksaan lebih dekat dari aspek-aspek teknologi SSPVT ini.

Dalam makalah baru yang diterbitkan di Ilmu & Aplikasi Cahaya, Christos N. Markides dan Gan Huang dari Imperial College London di Inggris, bekerja sama dengan Kai Wang dari Universitas Zhejiang di Cina, melaporkan kerangka kerja komprehensif untuk memprediksi kinerja kolektor semacam itu, yang kemudian digunakan untuk mengidentifikasi batas efisiensi mereka, dan untuk memberikan panduan terperinci untuk memilih bahan PV yang optimal dan filter pemisahan spektral yang optimal yang mampu memberikan kinerja gabungan termal dan listrik yang mendekati batas efisiensi teknologi ini.

Batas efisiensi teknologi surya fotovoltaik-termal hibrid generasi berikutnya

(a) Model fisik pengumpul SSPVT konsentrat yang ideal. (b) Batas efisiensi total untuk sel PV yang berbeda dengan energi celah pita yang berbeda dalam aplikasi yang berbeda. (c) Filter pemisahan spektral optimal untuk bahan sel PV umum. Kredit: Gan Huang, Kai Wang dan Christos N. Markides.

“Kami menemukan bahwa nilai relatif energi termal dengan listrik memiliki pengaruh yang signifikan terhadap batas efisiensi efektif total, bahan sel PV yang optimal, dan filter pemisahan spektral yang optimal dari kolektor SSPVT.”

“Sel surya CIGS dianggap sangat menjanjikan untuk aplikasi kolektor SSPVT karena energi celah pita yang dapat disesuaikan. Batas bawah dan atas yang optimal dari filter pemisahan spektral sangat bergantung pada bahan PV,” tambah mereka.

“Peta terperinci dalam penelitian kami dapat membantu perancang dalam memilih bahan sel surya dan filter optik pemisah spektral yang sesuai, tergantung pada kondisi dan aplikasi, untuk mencapai penghitungan kinerja keseluruhan yang optimal untuk kedua vektor energi (listrik dan panas) yang dihasilkan oleh ini. sistem. ” kata para ilmuwan.


Penelitian meneliti beberapa kerugian pada perangkat yang mengubah energi matahari menjadi panas yang berguna


Informasi lebih lanjut:
Gan Huang et al, Batas efisiensi pemekatan kolektor surya dan sistem fotovoltaik-termal hibrid pemecah spektral (PV-T), Cahaya: Sains & Aplikasi (2021). DOI: 10.1038 / s41377-021-00465-1

Disediakan oleh Chinese Academy of Sciences

Kutipan: Batas efisiensi teknologi surya fotovoltaik-termal hibrid generasi berikutnya (2021, 9 Februari) diambil pada 9 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-efficiency-limits-next-generation-hybrid-photovoltaic- thermal.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG