Ученые Национального технического университета «ХПИ» разработали фотоэнергетическую установку на основе многопереходных кремниевых солнечных элементов с вертикальными диодными ячейками.

Об этом сообщили в университете. В проекте участвовали коллективы кафедр «Промышленная и биомедицинская электроника» и «Физическое материаловедение для электроники и гелиоэнергетики».

Как сообщили в ХПИ, солнечные элементы на основе кристаллического кремния достаточно дорогие, так как их производство материало- и энергоемко. Поэтому цена электрической энергии, которую они производят, довольно высока, что сдерживает широкомасштабное использование кремниевых солнечных элементов. Концентрация излучения может решить проблему, но солнечные элементы традиционной конструкции при концентрированном солнечном облучении примерно в 10 раз снижают коэффициент полезного действия. Ученые ХПИ разработали солнечные элементы более прогрессивной конструкции, в частности, впервые применили магнитное поле постоянных магнитов и пленочные рефлекторы для повышения эффективности преобразования света в электрическую энергию.

В ХПИ сообщили, что в 2012 г. планируется разработать конструкторскую документацию и изготовить исследовательский образец новой фотоэнергетической установки. За счет снижения цены 1 Вт установленной электрической мощности с 4 долларов до 1 доллара объем рынка в Украине прогнозируется на уровне 500 установок в год, в странах Азии и Африки – 2 тыс. установок в год. Производить установки будет головное предприятие Украины по выпуску солнечных элементов ВО «Квазар» (Киев).

По данным ученых ХПИ, энергетическая установка способна производить не только электрическую энергию, но и теплую воду. Установка будет обеспечивать среднесуточное накопление электрической энергии до 1 кВт/ч, тепловой энергии – до 2 кВт/ч.

В ходе выполнения работы создана лабораторная технология изготовления вертикальных диодных ячеек и усовершенствован комплекс методов, позволяющих проводить их аттестацию. Экспериментально доказана способность концепции использования стационарного магнитного поля для повышения эффективности работы фотоэлектрических преобразователей с вертикальными диодными ячейками во время их работы в условиях концентрированного солнечного излучения. Изготовлен лабораторный образец концентратора солнечного излучения. Разработаны структурная схема и алгоритмы функционирования системы управления и позиционирования фотоэнергетической установки, в частности, при помощи интеллектуальных решений по сигналам обратных связей.