13.02.2021
Випробувані перші гібридні сонячні батареї
Британська компанія Naked Energy розробила Virtu - гібридну систему, яка поєднуватиме фотоелементи і сонячний водонагрівач. Виробництво електрики в ній для одного фотоелемента зросла на 40-45%, а сумарний - теплової та електричний - ККД дістався до 70%.
Коли фотоелемент сонячної батареї нагрівається вище 25 ˚C (а в сонячний день це відбувається швидко), на кожен додатковий градус ККД фотоелемента падає приблизно на 0,5%. Це важливо не тільки для Сахари: в травневий полудень в південній Англії батареї розжарюються до 50 ˚C і вище - а значить, в найпродуктивніший час доби вони мають мінімальний ККД. Так, взимку, рано вранці та пізно ввечері ефективність залишається високою, ось тільки сонячне випромінювання в цей час мінімально.
Що робити? - Звернутися до досвіду Naked Energy, яка готова прищепити сонячним батареям водяне охолодження, що одночасно є водонагрівальних бойлером термосифонного типу (запатентований самою компанією).
Конструкція термосифона від Naked Energy досить ергономічна: круглі закриті тубуси з фотоелементами (під якими вода), на думку творців Virtu, що не будуть вимагати настільки частої протирання - вони вважають, що пил буде змиватися дощем.
І ось результат: навіть в жаркий день різниця температури води в термосифонного і у фотоелемента не перевищує двох-трьох градусів. В ході серії дослідів, які велися паралельно виробником і перевіряли його Імперським коледжем Лондона, з однієї і тієї ж площі фотоелемента виходило на 40-45% більше електроенергії, ніж на контрольному, без водяного охолодження, що працює поруч. Мова йде про середньому показнику: коли на контрольній стандартній батареї температура досягла 65 ˚C (полудень), охлаждаемая Virtu видавала на дві третини більше електрики. І це не рахуючи підігрітої води, яку в даній схемі варто розглядати як бонус. Загальна (теплова і електрична) енергія, що отримується з одиниці поверхні, доходить до 70% від падаючої сонячної.
Зрозуміло, є і обмеження. Отримана вода несе низькопотенційне тепло - а значить, його транспортування на відстань не має сенсу. Для великої геліоелектростанції це не підходить. Тому Naked Energy просуває продукт саме як засіб комплексного енергозабезпечення приватних домогосподарств та інших міських будівель.
Іншими словами, перед нами засіб не стільки промислової, скільки автономної енергетики. Крім цього, в зимові періоди в північних країнах метод непридатний: вода просто замерзне в безсонячну день. Та й в сонячний нагріти її буде непросто. Однак перспективи нової технології в Каліфорнії і Австралії дійсно високі: водяне охолодження повинно дати ефект підвищення вироблення навіть більший, ніж в англійський опівдні.
Проте, не дивлячись на те, що випробування тільки-тільки завершилися, гібридні батареї вже встановлюються на реальних об'єктах.
Автор: Олександр Березін,