Nova Célula solar fotovoltaica CPV consegue converter 41% da luz em energia

Célula solar fotovoltaica estabelece novo recorde de eficiência, uma nova célula solar de elevada concentração é capaz de converter mais de 41% da luz captada em eletricidade.

Esta também é conhecida por CPV (Concentrator Photovoltaics), sendo caraterizada por utilizar lentes, espelhos curvados e outro tipo de óticas para concentrar a radiação solar nas células fotovoltaicas com o objetivo de gerar eletricidade.

Foi com esta tecnologia que recentemente se alcançou o recorde de eficiência de conversão de luz solar em eletricidade.

Qual a tecnologia da nova célula solar fotovoltaica?

Esta tecnologia tem por base células solares de multi-união, bem como a interação perfeita entre a célula fotovoltaica e a ótica do módulo. A eficiência alcançada foi de 41,4%, sendo que foi o valor mais elevado jamais medido num painel fotovoltaico!

ESTE RECORDE FOI REGISTADO NO PROJETO CPVMATCH, QUE É FINANCIADO PELA UNIÃO EUROPEIA, ONDE PARTICIPARAM VÁRIOS CONSÓRCIOS DE VÁRIAS EMPRESAS E INSTITUIÇÕES DE INVESTIGAÇÃO!

Este tipo de sistemas fotovoltaicos de elevada concentração (HCPV) garantem eletricidade renovável com a maior eficiência de conversão e por isso, um baixo uso de recursos, especialmente em regiões com elevada irradiação solar direta.

Essa irradiação solar direta faz com que ao se usar lentes e concentradores se possa gerar eletricidade usando células fotovoltaicas mais pequenas, esperando-se que no futuro este tipo de tecnologia possa baixar o custo dos painéis, bem como a diminuição do uso de recursos.

Esta tecnologia usa células solares de união múltipla, constituídas por semicondutores compostos. Pois desta forma as células solares têm várias subcélulas sobrepostas, umas sobre as outras, convertendo a irradiação solar de modo mais eficiente! Cada uma dessas subcélulas absorve melhor um determinado espetro de radiação, aumentando ainda mais a eficiência.

Mais, as lentes óticas concentram a luz solar nas células solares mais pequenas. E para terminar a maximização da eficiência, os painéis fotovoltaicos são montados sobre um sistema de dois eixos que seguem a trajetória do sol durante o dia.

Sustentabilidade a longo prazo é o objetivo

As equipas a desenvolverem esta tecnologia de maximização da eficiência das células solares pretendem a curto prazo a implementação industrial dos painéis fotovoltaicos de elevada concentração, para reduzir a lacuna entre os resultados da investigação e da produção industrial.

Andreas Bett, diretor do instituto de Fraunhofer ISE diz “A energia fotovoltaica está no seu auge em todo o mundo, e vemos um grande potencial para esta tecnologia de particularmente eficiente. Pois diminui significativamente o uso de recursos para converter a energia solar por unidade de área e por isso contribui para uma maior sustentabilidade”.

Sharp bate novo recorde com suas células fotovoltaicas concentradas

Há uma corrida entre cientistas e laboratórios em todo o mundo com o objetivo de desenvolver a célula solar mais eficiente. Nesta corrida, a Sharp fez de novo. Em algumas linhas consecutivas, a empresa japonesa quebrou recordes após registro. Agora alcançou uma eficiência de 42,1% de suas células fotovoltaicas concentradas.

A Sharp trabalhou em estreita colaboração com a Universidade de Tóquio e pretende quebrar o recorde novamente com 45% até 2015 e até atingir 50% até 2025. A empresa diz que a 45% o custo da energia solar atingirá finalmente a energia nuclear e térmica.

Vendo todo o desenvolvimento acontecendo ultimamente no campo da energia solar, minha opinião é que haverá alguém que irá desenvolver os 45% antes de 2015, o que é bom, porque nesse ponto todos saberão que vale a pena ter células solares em seu quintal ou em seus telhados.

O recorde anterior foi definido por 41,6% da Spectrolab, com uma célula solar de junção tripla. A Sharp agora pretende comercializar as novas células o mais rápido possível.

Pesquisadores da Fraunhofer desenvolvem painéis solares com 41,1% mais eficientes

Não apenas as descobertas mais recentes encontram o caminho através da nuvem de invenções de notícias. Esse exemplo é a célula solar de junção tripla metamórfica ultra-eficiente fabricada pelo Dr. Andreas Bett e pelo Dr. Frank Dimroth, do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE, em Freiburg.

Eles usaram lentes de Fresnel situadas a 10 cm de distância das camadas empilhadas de células solares. As células solares de junção tripla metamórfica consistem em fosforeto de gálio-índio, arsenieto de gálio-índio e semicondutores de germânio. A eficiência dessas células é deslumbrante: 41,1% - maior do que nunca. Os dois cientistas até para o Prêmio Joseph von Fraunhofer de 2010.

“Nossa célula solar tripla consiste em mais de 20 camadas individuais, todas otimizadas”, diz o Dr. Frank Dimroth. “Melhoramos tanto a estrutura do semicondutor quanto a qualidade do material, os contatos de metal e os revestimentos antirreflexo, para chegar a esse resultado.”

Até agora, esses tipos de células solares só eram usados ​​em satélites, onde o preço não importava muito. Combinando-os com concentradores solares, no entanto, garante preços baixos e permite que eles sejam usados ​​na extração de energia da terra. Por essa razão, apenas 1/500 da combinação de semicondutores será usada na célula solar real, porque as lentes de Fresnel amplificarão a luz por um fator de 400 a 500.

É claro, as células solares superaqueceriam e eventualmente queimariam se não pensassem em um método para resfriá-las. Um suporte de cobre é conectado a cada célula, fornecendo resfriamento passivo. “Graças a essa construção, conseguimos produzir módulos com um grau de eficiência superior a 29%”, afirma o Dr. Andreas Bett. Esses módulos estão no mercado desde 2007 sob a marca FLATCON® e estão sendo usados ​​em um parque solar na Espanha, por exemplo.

Para comprovar a viabilidade de sua tecnologia em termos de possibilidades de fabricação, a equipe montou um laboratório demonstrativo na Fraunhofer, equipado com as mesmas máquinas usadas em fábricas reais. Ao trabalhar com a Concentrix Solar GmbH, que produz os sistemas concentradores, e a AZUR Space Solar Power em Heilbronn, produzindo as células solares, o campo está quase pronto e só espera que uma linha de montagem mais eficiente seja improvisada. 2011 é o ano em que a AZUR estima que essas células solares eficientes atingiriam o mercado.

Maior usina fotovoltaica de alta concentração da Ásia, capaz de produzir 100MW em Taiwan

Ontem (23 de dezembro de 2009) Taiwan inaugurou sua maior Fotovoltaica de Alta Concentração (HCPV) na Ásia. Segundo as autoridades, a usina de HCPV deve economizar até 700 toneladas de emissão de carbono anualmente.

Estabelecida pelo Instituto de Pesquisas de Energia Nuclear , a usina de energia fica em um local de dois hectares localizado em Lujhu Township, Condado de Kaohsiung, sendo a segunda maior usina de energia solar do mundo depois da Espanha. É composto por 141 painéis solares, sendo capaz de gerar até 100 megawatts de energia renovável limpa por ano.

Autoridades disseram que a usina usa rastreadores solares que direcionam as lentes solares para o sol, tornando os painéis solares mais eficientes. O sul de Taiwan recebe mais de 300 dias de sol por ano, tornando-se um local ideal para a colheita de energia renovável limpa.

De acordo com o Comissário do Condado de Kaohsiung, Yang Chiu-hsing, a usina HCPV deve trazer mais energia sustentável para a cidade. Ele também disse que a Taiwan Power Company está planejando outra usina de 450 MW em Kaohsiung.

Esta usina fotovoltaica de alta concentração faz parte do plano do governo de desenvolver recursos energéticos alternativos e reduzir a emissão de carbono, disse o ex-primeiro-ministro Liu Chao-shiuan.

Concentrador de células solares muito eficiente da Fraunhofer

Todos nós sabemos que a energia verde não é tão barata no momento, porque ainda não damos grandes passos em direção a ela. Mas pequenos passos são melhores do que nenhum e o futuro parece brilhante se continuarmos e planejarmos bem a mudança de usinas de energia de emissão de carbono para fazendas verdes.

Em alguns casos, a energia verde já substituiu poucas porcentagens de usinas convencionais por preços mais baratos por kWh. As células solares são mais usadas para gerar energia verde usando o poder do sol. Mas a eficiência deles é o fator mais importante quando pensamos em instalar um sistema.

Sistemas que concentram a luz solar através de lentes parecem ser os mais eficientes e vantajosos. O concentrador permite que o sistema trabalhe com um sistema de lentes mais barato em vez de materiais semi-condutores dispendiosos, tornando-o também mais eficiente.

Nós já escrevemos alguns artigos sobre novas invenções do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE em Freiburg, mas eles parecem nos surpreender mais e mais ultimamente.

O físico Marc Steiner descobriu uma maneira de aumentar a eficiência do concentrador de células solares mais do que sabíamos. Ele simulou um programa otimizado com estrutura alterada e configuração dos dedos de contato metálicos. O resultad foi incrível e Marc Steiner será premiado com o 2º Prêmio Hugo Geiger por sua tese “Minimização de perdas de resistência em série em células solares III-V com o auxílio de uma simulação de rede SPICE”.