Френелови лещи

[ilarionov]

При използването на модули от френелови лещи и концентраторни PV клетки, добитото електричество е с 3-4 пъти по-евтино от фотоволтаиците, работещи без концентрация и с фиксирана ориентация.
Погледнато от финансовата страна: заменя се скъпия полупровоников материал с евтини пластмасови лещи, концентриращи енергията в по-малка площ. Самите фотоволтаици направени по този начин работят с много по-високо КПД от 34%, съществува двукоординатна следяща система, което позволява слънцето да бъде уловено през целия ден, а не като такова само мощност в обедните часове.

Използването на трислойни фотоволтаици, позволява изполозването на светлинния поток в диапазона от 350 до 1750nm.

[Admin]

При използването на модули от френелови лещи и концентраторни PV клетки, добитото електричество е с 3-4 пъти по-евтино от фотоволтаиците, работещи без концентрация и с фиксирана ориентация.
Погледнато от финансовата страна: заменя се скъпия полупровоников материал с евтини пластмасови лещи, концентриращи енергията в по-малка площ. Самите фотоволтаици направени по този начин работят с много по-високо КПД от 34%, съществува двукоординатна следяща система, което позволява слънцето да бъде уловено през целия ден, а не като такова само мощност в обедните часове.

Използването на трислойни фотоволтаици, позволява изполозването на светлинния поток в диапазона от 350 до 1750nm.

По света се измислят всякакви способи и трикове за увеличаване на количеството на произведената електроенергия. Идеята е да се намали количеството на най-скъпия компонент (соларните панели) с нещо по-евтино. Използуват се позиционери, огледала, концентратори, френелови лещи и какво ли не още. За съжаление обаче в повечето случаи допълнителната инвестиция е съизмерима с приходите, получени от допълнително произведената електроенергия.

Има едно просто правило: Допълнителната инвестиция трябва да намалява времето за изплащане на цялата инвестиция. За съжаление това много трудно се постига при Българските условия (слънчева радиация и изкупна цена).

[Andro]

Матеев, доколкото съм наясно неследящите слънцето вотоволтаични панели имат КПД от порядъка на 12-14%. Със следене на слънцето този процент се вдига сравнително малко, а цената скача доста и ефекта се губи. Правилния път за повишаване на КПД - то като че ли е единствено чрез концентриране на лъчите с фреснелови / френелови / лещи. Като чета една книга стигам до извода, че по времето на СИВ ние с руснаците сме били по напред в областта отколкото сега са щатите например. Ето ти откъс от книгата:

"Кратка предистория на създаването и развитието на фото-преобразувателите за свръхконцентрирана слънчева радиация в оптичния видим диапазон в България и Русия през 80-те години на миналия век.
Съвместно с доц. д-р инж. Олег Сулима от Ленинградския Физико-технологичен институт, който бе сътрудник на проф. Жорес Алферов - академик на РААН, сега нобелов лауреат се разработиха в нашите институти по цветни металургични технологии, Технически университет - София, Софийски университет, "Оптико-електрон АД, Института по приложна физика специални фотоволтаични системи на базата на Ga-As-Al. Това са полупроводникови елементи от галиево-алуминиев арсенид под формата на планарно-епитаксиални полупроводникови структури и диодни фото-елементи с "хетеропреходи легирани с телур и цинк". Тези фотоволтаични енергопреобразуватели достигнаха коефициент на полезно действие от 49% до 53% по добив на електрически ток. Свързват се в батерии и с "трансфертер-умформерни блокове". От тях се получава мрежово напрежение 220-240 Волт с промишлени параметри. Оптичната система е с фреснелови планарни лупи. Тя осигурява висока работна плътност на светлинна енергия. Слънчевата радиация се уплътнява до 1700 Слънчеви константи (една "Слънчева константа" равна на около 1,3-1,4 кВат/кв.м.). Работната температура на отделен полупроводников "хетеропреход" варира от 40-70 до около 230 - 270 о С. Той се охлажда с маслен "термофлуид" за производство на водна промишлена пара с технологични параметри - подходяща температура и около 156 атм. налягане. Тази водна пара обикновено се прегрява до температура около 250 - 320 о С за различни технологични приложения (16,17).
Сега в информационните бюлетини на CORDIS се появи съобщение, че в САЩ учените от фирмите "ЕНТЕХ, Солар-маринър", АМОНИКС и други" към НАСА са постигнали рекорден резултат от 32,7% к.п.д. на преобразуване на слънчевата радиация в уплътнен вид с помощта на фреснелова оптика и фотоволтаици от галиево-алуминиев-арсенид в електрическа. Ето тук личи почерка на нашия колега от Ленинград Олег Сулима и други подобни руски изобретатели и учени, с които бяхме в един работен и научен творчески екип по времето преди "големия прелом през 1989 - 1991 година" в социалистическия лагер. Коментарите са излишни!
При слънчево време, на обяд демонстрираме как с нашите фреснелови лупи се топят гранитни камъни!"

Автор на книгата е Емил Минев. Автора може да ти е полезен за разработки повишаващи КПД-то. Дай боже пък да дойде време западняците да купуват от нас подобни технологии или оборудване произведено от екипа ти.
Ето ти и едно интересно четиво:
http://slun4ice.hit.bg/index.html

[Admin]

Концентраторите не работят при облачно време. Радиацията е дифузна и няма какво да се концентрира. Освен това задължително изискват и позиционер. И допълнителни мерки за охлаждане. И всичко това вече ги прави скъпи. По света има много опити за използване на концентратори, но дефакто и до ден днешен те не са могли да се наложат по ред причини.

[Andro]

Виж тази статия
http://www.voininatangra.org/modules/xf ... icleid=290

i tazi

http://www.barometar.net/?view=8035

eto i oste

http://www.iris-d.com/frelels.html

http://fresnel.hit.bg/

http://www.newenergybg.com/index.php?op ... 8&Itemid=2

http://www.innovationsolarco.com/bg/rub ... 027a9a7684


cast ot poslednia link

ФРЕНЕЛОВИТЕ ОПТИЧНИ ЛЕЩИ - ОСНОВА НА ТЕХНОЛОГИЯТА

Фреснеловите оптични лещи (лупи) в случая за целите на слънчевата енергетика представляват специални плоскости от прозрачен полимерен материал тип плексиглас - органично стъкло, полиакрил-метакрилат, поликарбонат, полиетилентерафталат и други подобни. Те са с различен диаметър и квадратура.

Новото е, че в България е разработена нова специална технология за производство на широко форматни елементи фреснелова оптика с диаметър до 6 метра с концентричен растер и на френелови лещи с линеен растер със ширина на "оптичната ивица" до 3 метра и дължина до 12 метра с квадратура около 36 кв.м. на отделен елемент, изпълнявана пак по специална технология. Лещите са малка дебелина на листовете. Тази дебелина е около 2 - 4 мм. Затова коефициента на поглъщане на слънчевата радиация е малък и оптичните им загуби са в рамките от 7% до 15% в зависимост от типът им и материалът им. Коефициентът на загуби от пряка рефлексия - ъгъл на падане около 12 - 15% е около 3% - 5%..

Фокусните разстояния на лупите до точковия или линейния "фокус" - фокална зона варират от 150 мм до 3 000 мм. Разработени са над 50 вида оптични фреснелови елементи за различни цели - прави лещи и обратни разсейвателни приложими за панорамно оглеждане и наблюдателни лещи за охранителна техника.



ПРЕДИМСТВА: Българската патентована технология за производство на широко-площна и широко форматна фреснелова оптика има предимствата, че на 1 метър радиус позволява нанасянето на повече от 2 000 растерни призматични линии с микронна точност на изработка до 0,09 микрона допуски с диамантена и електроерозийна обработка на матричните и екструдерни елементи.

Голямо предимство е липсата на мехури в структурата на щирокоформатната оптика при производство се постига чрез ултразвуково и високоволтово и радиационно третиране на органичното стъкло по време на изработване на оптиката и променяне на коефициента на пречупване на материала по радиуса на лещите от центъра към периферията. Това позволява високо качество на материала и с помощта на специални оптични присадки в органичното стъкло се получава и висока устойчивост на ултравиолетова слънчева радиация и дълъг над 25 - 30 годищен живот на оптиката. За целите на слънчевата оптика те се покриват и с просветляващи микронни металноокисни покрития и покрития от силициев двуокис посредством вакуумно-плазмена обработка.

Забележка:

Известно е, че най-добрите фирми, произвеждащи френелова оптика са например американската "3 M" не могат да произвеждат качествени и евтини френелови лещи с голям размер и оптична квадратура, поради липса на подходяща технология. Известно, е че рекордът на US-фирмата "3М" е производството на фреснелови полимерни лупи с диаметър до 2,4 метра с концентричен растер по пресова технология, но цената е десетки хиляди щатски долара и само в единични екземпляри с необходимото качество.

Предимствата на Българската технология за производство на широко-форматна соларна френелова оптика, е че дава изключително високо качество при цена под 300 ЕВРО на квадратен метър оптична апертура при масово производство;



ПРЕДИМСТВА НА БЪЛГАРСКАТА ИНОВАТИВНА СОЛАРНО-ЕНЕРГИЙНАТА ХЕЛИОСТАТНА ОПТИЧНА ТЕХНОЛОГИЯ за екологично съвместим добив на евтина електрическа и високопотенциална топлинна енергия, пред съществуващите слънчеви системи се състоят в следното:

Много висок енергиен добив - около 2,5 - 2,7 в киловатчаси на денонощие пъти по-висок от аналогични оптични рефракторни или рефлекторни концентраторни системи работещи само с полупроводникови енерго-преобразуватели от съединения тип АIIIBV, каквито сега се правят като новости от филми като "ЕНТЕХ", "АМОНИКС" от САЩ - работещи към НАСА, заедно с фирмата "SPECTROLAB-USA" произвеждаща високоефективни соларни тризонни фото-клетки на галиево-алуминиев арсенид, Фрауенхоферовия институт (групата на проф. Димрот и д-р Бетт) във Фрайбург, фирмата "ШАРП" от Япония и други подобни. Те постигат коефициент на полезно действие по електрически ток от 23,7 до 35%. Последните показания са за идеални технически и до три пъти по скъпи устройства.Те не произвеждат високо-потенциална топлина и няма когенерация!!!

Ние по българската иновационна технология постигаме когенерация - съвместно високо-потенциална топлина с около 390 градуса по Целзий на топлоносителя и същевременно добив на електрическа енергия с коефициент на полезно действие над 47% - 48% в практически условия!!!

[Georgiev]

Predi 2 sedmitsi posetih firmata, koyato proizvejda frenelova optika v BG. Firmata e "TECHNOINVENT" i se namira v Sofia, bul."James Baucher" No5. Otgovaryat na Email: fresnel_lenses@abv.bg
Pokazaha mi kombinatsiya ot frenelova leshta i 3-junction concentrator PV cell. KPD na sistemata e nad 25%

[Admin]

Има и един нов момент относно концентраторите и френеловите лещи, а именно изискванията на електроразпределителните компании за сертификация на всички компоненти на една слънчева електроцентрала. За да може един нов производител да продава своето оборудване (в случая модули с френелови лещи), трябва да притежава CE и TUV сертификат. Всъщност изискването е да отговаря на българските стандарти, а когато няма такива (както е случая) - на европейските. Което означава, че ако утре бъде произведен първия модул, след около 1-2 години сертифициране може и да бъде готов за продажба.

Следователно модулите с френелови лещи на нов български производител засега остават в областта на мечтите и пожеланията и за съжаление към момента не са бизнес алтернатива. Естествено ние с удоволствие бихме закупили тестова установка, но ще изчакаме минимум 1 година, за да видим дали наистина ще произведе достатъчно количество електроенергия в българските метеорологични условия. Имаме основателни съмнения да смятаме, че в облачно и дъждовно време френеловите лещи няма да произвеждат абсолютно нищо, докато нормалните модули ще работят с около 1/8 от мощността си.

[Dimitrov]

По отношение на споделеното мнение от страна на Admin, че има нови моменти, като изисквания изделието от този тип да бъде сертифицирано, то откровено казано на всеки скромно информиран човек му е ясно че такова изделие се сертифицира по съответния ред.
Докато това изделие не бъде сертифицирано, то действително не може да бъде бизнес алтернатива, но след това срокът на изплащане на единица инсталирана мощност ще бъде от порядъка на 3 пъти по кратък от стандартните силициеви flat plate panels.
Прави впечатление следното становище "Имаме основателни съмнения да смятаме, че в облачно и дъждовно време френеловите лещи няма да произвеждат абсолютно нищо, докато нормалните модули ще работят с около 1/8 от мощността си."
1. В този контекст бихме желали да отбележим, че концентраторите не работят с разсеяна слънчева радиация и точно поради тази причина (между другото по стандарт) те дават с 15% процента повече инсталирана мощност за да компенсират тази разлика.
2. А сега да поразсъждаваме по въпроса как по точно работят "нормалните" (тук вероятно се има предвид силициеви flat plate panels, но тъй като има различни видове силициеви фотоволтаици, то бихме помолили този термин да се прецизира) модули:
а. Ако се има предвид, че този тип модули работят с разсеяната радиация, то тя пада под определен ъгъл към панела. Молбата ни към Admin е да ни предостави данни какви са загубите от отражение в първа и втора оптична повърхност на панела като функция на ъгъла на падане на слънчевата светлина и какви са в тази връзка повишените загуби от поглъщане. Като видим таблицата ще направим извод дали това са 12,5%.
б. Как следва да разбираме тези 12,5% са процент от номилната мощност на инсталацията или от действително попадналата в момента радиация?
С уважение

[Admin]

По отношение на споделеното мнение от страна на Admin, че има нови моменти, като изисквания изделието от този тип да бъде сертифицирано, то откровено казано на всеки скромно информиран човек му е ясно че такова изделие се сертифицира по съответния ред.
Докато това изделие не бъде сертифицирано, то действително не може да бъде бизнес алтернатива, но след това срокът на изплащане на единица инсталирана мощност ще бъде от порядъка на 3 пъти по кратък от стандартните силициеви flat plate panels.
Прави впечатление следното становище "Имаме основателни съмнения да смятаме, че в облачно и дъждовно време френеловите лещи няма да произвеждат абсолютно нищо, докато нормалните модули ще работят с около 1/8 от мощността си."
1. В този контекст бихме желали да отбележим, че концентраторите не работят с разсеяна слънчева радиация и точно поради тази причина (между другото по стандарт) те дават с 15% процента повече инсталирана мощност за да компенсират тази разлика.
2. А сега да поразсъждаваме по въпроса как по точно работят "нормалните" (тук вероятно се има предвид силициеви flat plate panels, но тъй като има различни видове силициеви фотоволтаици, то бихме помолили този термин да се прецизира) модули:
а. Ако се има предвид, че този тип модули работят с разсеяната радиация, то тя пада под определен ъгъл към панела. Молбата ни към Admin е да ни предостави данни какви са загубите от отражение в първа и втора оптична повърхност на панела като функция на ъгъла на падане на слънчевата светлина и какви са в тази връзка повишените загуби от поглъщане. Като видим таблицата ще направим извод дали това са 12,5%.
б. Как следва да разбираме тези 12,5% са процент от номилната мощност на инсталацията или от действително попадналата в момента радиация?
С уважение

Слънчевата радиация я наблюдавам едва ли не непрекъснато през последните 7-8 месеца. Имам и данни на всеки 3 секунди. И много добре знам колко вата на квадратен метър има при различните метеорологични условия. При облаци зависи от тяхната плътност и е между 100 и 200 W/кв.м.. Средно 150 W. При дъжд и мъгла пада под 100 W, даже съм виждал и под 50. При проливен дъжд или черно небе (пред буря) радиацията буквално пада до 10-15 W и даже инверторите директно се изключват, защото енергиятя не е достатъчна да захрани електрониката им.

Относно радиацията: Тя се дели на директна (от слънцето) и дифузна (от цялото останало небе). Директната е около 85%, а дифузната - около 15%. Директната се излъчва само от една точка в небето (слънцето), а дифузната - от цялото останало небе, като всеки един сектор от небето с размерите на слънцето едва ли излъчва повече от 0.01 W/кв.м.

И така: Нормалните панели преобразуват както директната, така и дифузната. Ако приемем, че общата радиация при слънчево време по обяд е 1000, то нормалните панели работят с всичките 1000 (850 + 150 = 1000). При облачно време няма директна радиация. Остава само дифузната (150 W). И нормалните панели преобразуват само тези 150 W.

Системите с концентратори или френелови лещи работят САМО С ДИРЕКТНАТА РАДИАЦИЯ !!!!!!!!!!!!!!!!
Останалата въобще не попада върху фотоклетката, защото или не е на фокус (при оптика) или е отразена в друга посока (при огледала). Следователно при слънчево време работят само с 850 W, а при облаци - с 0.01 W. И тъй като в България облачните дни са 30-40% от всичките дни в годината, то и от централите с концентратори или оптика може да се очаква едва ли не само 50% от целия възможен добив на нормалните панели (без оптика и концентратори).

Толкова по мита с концентраторите или френеловите лещи. Може и да ги използуват някъде, където има само 1-2 облачни дни в годината. За България обаче са тотално неподходящи.

Казвате, че по стандарт те дават с 15% повече мощност. Кой е този стандарт? И от къде идват тези допълнителни 15%? Това са много смели твърдения.

Казвате, че срока на изплащане на централата с тях ще бъде 3 пъти по кратък. Това означава цена от около 0.5-1.0 EUR/Wp. Та само алуминия на рамката струва много повече. За да стане една централа 3 пъти по-евтина трябва панелите да ги печатат като вестници и да струват колкото вестници и основната част от парите да се дават за инвертори и конструкция. Ако това беше така, трябваше вече целия свят да е натъпкан с френелови лещи. И последната баба на село вместо домати щеше да има в градината си слънчева електроцентрала с френелови лещи. Арабите да си държат петрола, а руснаците - газта. А ние щяхме да се препъваме в електроцентрали с френелови лещи.

Истината е само една. Наистина има фирми, които правят модули с френелови лещи. И наистина има централи с такива модули. Но те се монтират само в изключително слънчеви региони. И на практика не са получили никакво разпространение. И не само че не са по-евтини, а напротив - те са по-скъпи. И са с много тежка и груба конструкция. Което предполага позиционера да е много здрав, по-сложен и естествено по-скъп. И последно - дебелината на тези модули е 30-40 сантиметра. Това означава, че в един тир (контейнер) се събират 10 пъти по-малко модули. А това означава 10 пъти по-скъп транспорт за същото количество мощност спрямо нормалните модули. Освен това товароразтоварните дейности и монтажа са много по-скъпи, защото се използуват кранове (поради голямото тегло на модулите). Да не говорим за нуждата от охлаждане, по-краткия живот поради прегряване на материалите и т.н. и т.н. И въобще не ми е ясно имат ли някакво предимство или са просто поредната високотехнологична играчка без реално бизнес приложение.

Въпреки всичко написано по-горе ние ще закупим една малка тестова централа с концентратори и в реални условия ще премерим нейната производителност. Такава предлагат чехите и австралийците по 6.5 EUR/Wp. С транспорта и монтажа (бетона и труда) цената вероятно ще достигне 7 EUR/Wp, което означава, че може и да се изплати за около 17-18 години, ако дава същата енергия като нормалните централи. А ако дава по-малко (което е почти 100% сигурно), то тогава може да се изплаща и 25 години. Да не говорим, че на изложбата в Милано видях чешката централа (и даже я снимах). Вместо огледала използуват тънка хромникелова ламарина, която се огъваше при най-малък натиск. Не знам как ще издържи на силен вятър и дали няма да се матира от първите 2-3 градушки.

[Dimitrov]

`Благодарим за отговора. Натрупаният опит за 7-8 месеца, като правило от професионална гледна точка предизвиква въздържаност в наблюдателя, нежели друго. Това обаче обяснява възрожденския порив, с който admin желае на всеки участник във форума успех. Допускаме, че той е единственият българин посетил изложбата в Милано, а сигурно и изложението във Фрайбург. А сега ще се опитаме да се придържаме, към фактите:

1. Стандартът за панелите работещи без концентрация е, че дадената инсталирана мощност се приема при презумпция че интинзивността на слънчевата радиация за 1 кв.м е 1000 вата/ч, а за концентраторните панели тя е 850 вата/ч за кв.м Поради тази причина производителят на концентраторни системи при фиксиран КПД на системата трябва да даде повече площ на инсталацията, с която да компенсира тази разлика.

2. Съотношението между пряка и дифузна радиация е динамична величина за различни местоположения и географски ширини. Средно се счита, че то е в съотношение 85 : 15, какъвто е случаят за България. Методиката на подхода на уважаемия admin, обаче е погрешна. Като правило се работи с величина, която отразява средногодишно падналата енергия на квадратен метър. За улеснение ще дадем следния пример, ако средногодишно падналата енергия на квадратен метър е 1600 киловатчаса, това означава, че приблизително 85% от нея или 1360 киловатчаса са пряка радиация, а 15% или 240 киловатчаса са разсеяна радиация.
По какъв начин влияе съотношението пряка и дифузна радиация и избора на система без концентрация или с концентрация (както и избора на вид концентратор) по отношение на себестойността на фотоволтаичната система и цената на получената енергия е въпрос обстойно изследван и финансиран в рамките на ЕС. За целта са анализирани и изпитани различни видове системи на различни места в Европа с различна стойност на падналата енергия на квадратен метър и различно съотношение на пряка и дифузна радиация. Инсталации са поставени в Щутгарт (облачно място с много по голяма дифузна радиация, отколкото в България), Италия и Испания. Периодът на тестване на системите въз основа, който са обощени данни и представени резултати е 1 година.
Екипът от учени, които извършват разработката е международен и той се състои от следните лица

George R. Whitfield, Roger W. Bentley, Clive K. Weatherby and Alison Hunt
Dept. of Cybernetics, Univ. of Reading, Whiteknights, PO Box 225, Reading, RG6 6AY, U.K.
Hans-Dieter Mohring, Fritz H. Klotz and Peter Keuber
ZSW, Hessbruehlstr. 21c, D-70565 Stuttgart, Germany
Juan Carlos Miñano and Elisa Alarte-Garvi
I.E.S., Universidad Politecnica de Madrid, E.T.S.I. Telecomunicacion, Ciudad Universitaria, E-28040, Madrid, Spain

Резултати от направеното практическо експериментиране са следните:
Молим да ни извините за неспазената симетрия на таблицата, но имаме проблеми с пействането на оригиналния документ (при желание всеки може да получи от нас оригиналния документ на мейл solarenergy@abv.bg).
По принцип първата цифра е Cost $/W - себестойност измерена в долари за ват инсталирана мощност, а следващите три цифри са себестойността на слънчевата електрическа енергия: 1) За Щутгарт, Германия, 2) Италия и Германия)
Table 1. Results for the best collectors analysed, and a few others. The last line is a conventional planar array

Cost Cents/kWh
Prototype/Primary Optics Cost$/W Wid. Man. Alm.
1. Point focus Fresnel lens 1.46 12.1 6.2 5.4

2. Point focus Fresnel lens 1.48 12.2 6.3 5.4

3. Weatherby's Cylindrical
Paraboloid 1.62 14.0 7.2 6.2

4. SMTS Collector, Plastic, 0.6m 1.78 14.7 7.6 6.6

5. Cylindrical Paraboloid:
Multiple offset 1.78 15.4 7.9 6.8

6. Cylindrical Paraboloid, 2-axis 1.95 16.1 8.3 7.2

7. Cylindrical Paraboloid, Point-Focus CPC 1.78 16.2 8.3 7.2

8. Cylindrical Paraboloid:
Multiple offset, Mirror CPC 1.88 16.3 8.4 7.2

9. Cylindrical Paraboloid Solid CPC 1.90 16.4 8.4 7.3

10. Linear Fresnel lens 2.02 16.7 8.6 7.4

11. Cylindrical Paraboloid, Polar 1.95 16.8 8.6 7.5

12. Curved TIR Lens 1.97 17.0 8.7 7.6

13. Cylindrical Paraboloid Mirror CPC 2.06 17.0 8.8 7.6

14. SMTS Collector, Alum, 0.3 m 2.00 17.3 8.9 7.7

15. SMTS Collector, Alum, 0.3m:
Al film 2.01 17.3 8.9 7.7

16. Cylindrical Paraboloid Oil filled CPC 2.04 17.6 9.1 7.8

17. Cylindrical Paraboloid Point-Focus CPC 1.72 19.5 9.6 8.3

18. Curved Fresnel lens 2.18 18.8 9.7 8.4

19. SMTS Collector, Plastic, 0.6m 2.39 21.6 10.6 9.2

20 V-trough, Screen Printed Single
Crystal Cells 4.31 23.7 13.9 12.7

21.Cylindrical paraboloid: multiple
offset
Mirror CPC E-W axis 2.52 31.4 15.8 13.6

22. Cylindrical paraboloid: multiple
offset, E-W axis 2.64 32.8 16.6 14.2

23. Flat, Screen Printed Single
Crystal Cells, Fixed at latitude 4.31 30.5 19.6 18.1

Note. The costs given in the table are for cells, optical systems, mountings and trackers only; balance of system costs are omitted as they are similar for all types of collector. The cost in $/Wp is based on direct beam radiation at 850 W/m2. The cost in cents/kWh is site-specific; the three columns are for Widderstall, near Stuttgart, a relatively cloudy site, Manfredonia in Italy, and Almeria in Southern Spain, a particularly good site.




3. До този момент уважаемият admin не се е аргументирал защо плоските силициеви панели улавят разсеяната слънчева радиация? За целта вместо предложените ни твърдения "Директната се излъчва само от една точка в небето (слънцето)" ние го помолихме да ни представи данни въз основа, на които той си прави извод. По точно какви са загубите от отражение в първа и втора оптична повърхност на панела, като функция на ъгъла на падане на слънчевата светлина (коректните данни се дават за всеки 10 градуса от 0 до 90) и какви са в тази връзка повишените загуби от поглъщане? Сред като видим тези данни ще си направим извода дали плоските панели улавят разсеяната радиация.
По отношение на "точката в небето", т.е. слънцето бихме попитали уважаемия admin на колко минути отговаря образа слънцето на земята?

4. Уважаемият admin задава въпроса "И последната баба на село вместо домати щеше да има в градината си слънчева електроцентрала с френелови лещи" Пазарното проучване защо досега това не се е случило ще го оставим на автора на въпроса. Ние ще се опитаме по сериозно да анализираме нещата.
При фотоволтаичните инсталации преобразуващи слънчевата светлина в електрическа енергия съществуват няколко технологични поколения, като при всяко следващо технологично поколение имаме съществен спад в себестойността на системите и получената от тях електрическа енергия.
По точно те са първо технологично поколение:
Crystalline Si Cells
Single crystal
Multicrystalline
Thin Si

Второ технологично поколение:
Thin Film Technologies
Cu(In,Ga)Se2
CdTe
Amorphous Si:H (stabilized)
Трето технологично поколение:
Multijunction Concentrators
Three-junction (2-terminal, monolithic)
Two-junction (2-terminal, monolithic)
Тук следва да отбележим, че и има и друга насока на развтие на фотоволтаиците:
Emerging PV
Dye cells
Organic cells
(various technologies)

5. Уважаемият Admin твърди "И на практика не са получили никакво разпространение." В момента най големите проекти, които се осъществяват по света са 3то технологично поколение. Такъв проект бе изложен тази година на изложението във Фрайбург и той се отнася до изграждането на 154 мегавата инсталирана мощност в Австралия. Най големият производител на силициеви клетки в света "Sharp" също започна изграждане на концентрични фотоволаични модули, един от най големите производители на силициеви клетки в Индия" Moser Baer " активно участва във финансирането на 3 технологично поколение, а германската фирма "Solar*Tec AG", която е създадена 2002 година за следващата година очаква приходи от 380 млн Евро. Всъщност в състояние сме да дадем значително повече данни от тези, но да не прекаляваме с търпението на наблюдателя.
6. В зависимост от конкретното технологично решение теглото на 1 киловат инсталирана мощност е от порядъка на 80 кг
7. Животът на клетките по метода на изкуственото стареене е от порядъка на 100 години, а другите детайли в системата с живот над 50 години.
8. За типа на охлаждане съществуват 2 вида системи - активно и пасивно и в двата случая охлаждането на панела е много по добро в сравнение със силициевите панели. При активното охлаждане имаме втори продукт, вследствие оползотворената енергия в инфрачервения спектър, което допълнително повишава КПД на системата с около 10%.
9. Обикновено концентраторните фотоволтаични системи конструктивно издържат до 140 км/ч скорост на вятъра.
10. Относно цената на 1 киловат инсталирана мощност, то това зависи съществено от мащабите произвоство, но при малки обеми на производство, то тя би могла да бъде от порядъка на 3500 - 4000 Евро с калкулирана цена на следящата система (следящата система съществено увеличава добитото количество енергия) и инвертор. Да не забравяме, че при равни всички условия концентраторната фотоволтаична система дава с над 25% повече енергия. Разликата идва от това, че при реален режим на работа на панела, т.е. при температури над 25 градуса С силициевият панел има съществени загуби, които отсъстват при трислойните концентраторни фотоволтаични клетки. Само от тази разлика имаме 25% по бърз срок на откупуване на инсталацията.

С уважение

[Admin]

Не съм съгласен с много от цифрите, цитирани в постинга на г-н Димитров. Но нямам намерение да влизам в безмислени спорове. Всеки има право на собствено мнение. Аз изложих моето, а г-н Димитров - своето. Явно моят опит е по-голям от практическа гледна точка, а на г-н Димитров - от теоретична. Но кой от двамата е прав може да докаже само един сравнителен анализ от един реален експеримент.

Между другото каня г-н Димитров на гости, за да се запознае с моите опитни постановки, с които съм експериментирал през годините. Ще му покажа конкретни модели с по 1, 2 и 4 огледала. Имам и опитни постановки с лещи (обикновенни, а не френелови). Имам и една сателитна чиния, облепена с 2000 огледалца 3x3 см. Досега съм опекъл десетки клетки в експерименти с концентратори. И лично съм се убедил в дългия списък от проблеми, които биха възникнали при едно бъдещо масово производство. Всъщност даже правихме проучване за започване на такова производство в търсене на начин за поевтиняване на цената на слънчевите електроцентрали. И се отказахме още на етап проучване. И към момента сме се концентрирали в разработката на евтини български позиционери като единствената разумна алтернатива за някакво поевтиняване. Но както и да е.

Смятам обаче да се хвана за точка 10, свързана с цената на такава система. СТС Солар е искал оферти от няколко фирми и не е получавал цена, по-ниска от 6 EUR/Wp. На фона на това цената на г-н Димитров наистина изглежда прекрасна.

Затова предлагам на г-н Димитров публично да оферира една такава система от няколко киловата (колкото събере един позиционер). СТС Солар поема ангажимент да я закупи и инсталира като тестова електроцентрала с публичен достъп до данните за произведената електроенергия. Естествено централата трябва да отговаря на стандартите и да е придружена от сертификати, за да можем да я узаконим. И това, което тя произведе, ще бъде сравнено с останалите тестови електроцентрали. И естествено ще даде отговор на всички спорни въпроси.

[Admin]

Между другото ето един линк на фирма, която произвежда клетки за концентратори с френелови лещи:
http://www.spectrolab.com/prd/terres/FA ... strial.htm

Цените на клетките наистина са добри при закупуване на над 10 MW годишно. Но при покупка за $5000 (по-малко не може) цените са направо убийствени.

[Dimitrov]

Благодарим за отговора. Първо бихме искали да отбележим, че по отношение на практическия опит на admin се отнасяме с уважение, най малко поради това, че признание заслужава труда на човек, когато той работи, експерементира и анализира, а не взема готови истини от типа "това е така защото е така" (без да отиваме в другата крайност, т.е. трябва да отидем на северния полюс за да разберем, че там е студено). Второ, използваме възможността да му благодарим за организацията на този дискусионен форум. Самият факт, че възникват спорове това означава, че страните проявяват ангажираност и аналитичност или поне склонност към това. Оценяме високо също и професионалното софтуеърно оформление на форума.
А сега по темата:
По принцип считаме, че присъствието на теоретични познания не предполага отсъствието на практически опит, даже незаменимо помага на практиката. Постигнатият практически резултат логически трябва да бъде осмислен за да бъдат направени верни практически изводи.
Всъщност нашият първи практически опит бе със силициеви клетки. Лятото и есента на 2001 година ние тествахме силициеви клетки и резултатите от практическите експерименти ни показаха, както добрите, така и слабите страни на технологията. По това време многослойните концентраторни фотоволтаични клетки тепърва се появяваха, като технология за приложения с оглед на спектъра на слънчевото лъчение на земята, а не в космоса.
Следващ етап в работата ни бе переспективата на изграждане на концентраторни фотоволтаични модули. Приложението на стъклени лещи, като концентратори никога не сме го разглеждали сериозно, поради следните причини: те са скъпи; дебели, т.е. имаме съществени загуби не само от отражение, но и загуби от поглъщане в дебелината на материала, да не говорим за загуби от квантово несъответствие между характеристиките на стъклото и тези на фотоволтаичния елемент; те са тежки и правят общата конструкция мното тромава.
Въпросът, обаче принципно как да се концентрира слънчевата светлина чрез отражение или рефракция внимателно го разгледахме. Методът на отражение го отхвърлихме, поради следните причини: относително висока себестойност и второ, смутиха ни някои експлотационни характеристики на системата. Ако имаме система с външна рефракция, т.е. огледало и изнесен отпред приемник това означава, че ние ще имаме 2 повърхности, които контактуват с околната среда (следователно изложени на специфичния риск). Производителите на качествени отражатели дават разбира се гаранция за експлоатационните характеристики на своите продукти и да предположим, че всичко така и ще бъде. Въпросът, който ни смути е как е защитена клетката от околната среда. На практика това се прави по следния начен: клетката се покрива със специален вид лепило и така се защитава. Не се знае съвсем (казвайки това имам предвид, че ние не получихме задоволителни отговори), обаче каква е устойчивостта на това покритие на абразивност и какъв е процента на отражение по отношение на маргиналните лъчи на концентратора.
Втората възможност това е система с вътрешно отражение, т. е. имаме отражатели затворени в общ панел. Тогава въниква въпроса, че ние ще имаме три или четири повърхности на отражение и следователно високи загуби. С две думи отхвърлихме въможността за отражение.
По въпроса за цената на клетките и оптиката, която се използва в един концентраторен модул бихме отговорили по следния начин. Преди време на официална пресконференция отправят запитване към представителите на фирма "Concentrix" Gmbh., която е spin-off company (технологично изнесена напред) на Инстититута Фраунхофер за соларни енергийни системи "Кои са тяхните доставчици на ключовите технологии?" Тяхният PR отговаря по следния начин: "Ние нямаме официално обявени доставчици за тези технологии". Другояче казано: хората са предпазливи да дадат тази информация, а камо ли цени и какви техники се използват за тяхното постигане. Все пак, обаче като израз на приятелско отношение към Admin бихме казали следното: съществуват прагове на рентабилност.
Като правило това, че фирмите покъчиха цените за дребни поръчки е показателно за повишения интерес към техните продукти, а не обратното. Така е между другото и с оптическите концентратори. По принцип една е цената на прототип и друга себестойността при серийно производство.

С уважение,
P.S. Утре заминавам командировка в чужбина и след, като се върна ще отоговоря на евентуално възникнали въпроси.

[Admin]

Благодаря на Dimitrov за разясненията. Вече започвам да проявявам жив интерес, но в резултат на него възниква дълъг списък от въпроси. По долу ще изложа най-важните:

1. Как се решава въпроса с перфектното позициониране? При нормалните позиционери грешката в насочването може да достигне до 5-10 градуса. При френеловите лещи се изисква перфектно позициониране, защото в противен случй фокусираното петънце ще напусне очертанията на клетката. Но това на практика е невъзможно поради следните причини:
- Вятъра клати плочата на позиционера с няколко градуса. Ако датчика за слънчева позиция е свръхчувствителен (като се налага) то тогава това ще предизвиква непрекъснато комутиране на мотора напред-назад, което ще консумира голямо количество допълнителна енергия.
- Самия факт на движение на позиционера е свързан с разклащане и колебания на цялата плоча с модулите. Това също може да предизвика пререгулиране (и допълнителни комутации) на моторите.
- Предполага се, че датчика за позиция е перфектен. Как потребителя ще го монтира на стойката? Ами че той ще се нуждае от лабораторна измервателна техника, за да ориентира датчика с точност десети от градуса.
- Самия датчик има в себе си 2 клетки и електрониката търси баланс на осветеностите на тези клетки. Обаче клетките стареят с времето и си променят параметрите. И след година-две вече няма да има баланс, което означава, че позиционирането може да започне да греши с няколко градуса. Но това е фатално за производителността.
- Стъклото на датчика трябва да е перфектно чисто. Минимални зацапвания ще предизвикат разбалансиране и отново фатална грешка от няколко градуса. Моите практически наблюдения доказват това твърдение. Да не говорим за още един факт: Птичките с удоволствие казат точно на датчика и никъде другаде (не знам защо). При един чувствителен датчик това ще предизвика местене на мотора и от там срив в производителността.

И въобще по редица причини нормалните позиционери могат да допуснат грешка достигаща едва ли не 10 градуса и това почти не променя производителността, докато при френеловите лещи това ще е направо тотален срив.

Следователно не може да се използува стандартен позиционер (трябва да е много по-здрав и от там по-скъп). Също така не може да се използува стандартен датчик за посоката на слънцето (трябва да е с много голяма площ на клетките и от там по-скъп).

2. Как е решен проблема с херметизацията? Предполага се, че въздушното пространство вътре в модула е перфектно херметизирано. Ако това не е така, ще възникне невероятен проблем с конденза по вътрешните стени и по самата клетка. За доказателство мога да посоча топлинните колектори, при които проблема с конденза по вътрешната страна на стъклото е невероятен. Зимно време даже се получава плътен непрозрачен слой лед от вътрешната страна на стъклото. Поради тази причина предполагам, че сте положили невероятни усилия за перфектната херметизация. Обаче тука възниква друг проблем: Лятно време при нагряване на затворения обем въздух ще се получава налягане, а зимно време - разреждане. При разреждането всички снадки ще са подложени на натоварване и минимална пукнатина ще е достатъчна за вкарване на влажен въздух и конденз, който после по никакъв начин не може да бъде премахнат.

Имам и други въпроси, но ще ги задам когато отговорите на тези.

[zdravko]

Приемете моите поздравления за сайта!
Уважаеми г-н Димитров бих желал да Ви попитам в какъв етап на реализация се намира обекта за оползотворяване на слънчева енергия в гр. Шумен и на какъв етап на развитие е идеята за рехабилитация на ТЕЦ Варна с цел хибридно производство на електрически ток. Интереса ми е продиктуван във връзка с поетапното извеждане на мощности от ТЕЦ свързани с договорености по присъединяване на страната ни към ЕС.
С уважение