SPIN Cell – ”conul fotovoltaic” de la V3Solar produce de 20 de ori mai mult curent decât panourile convenționale!

Eficiența sistemelor solare poate fi crescută suficient doar prin utilizarea tehnologiei concentratoarelor luminii solare. Ceea ce, însă, aduce și mari probleme ținând de intensificarea temperaturii la suprafața celulelor fotovoltaice. Se pare că V3Solar a găsit soluția ideală a momentului: SPIN Cell. Aflați în continuare despre ce este vorba.

Recent vă spuneam că oamenii de știință din domeniul energiei solare se declarau încrezători că ar putea atinge o eficiență de 50% a panourilor solare fotovoltaice până la finalul acestui deceniu. În condițiile în care, acum, tehnologia panourilor fotovoltaice, mai ales a celor folosite pentru proiectele de ”ferme solare”, nu depășește 15% eficiență.

Cum ar fi, însă, dacă panourile nu ar mai fi plane, ci ar avea o formă… conică? Iar problemele de supraîncălzire ar dispărea, mecanismele complicate pentru urmărirea soarelui ar fi eliminate, iar cantitatea de electricitate produsă ar fi de vreo 20 de ori mai bună, în condițiile ocupării aceleiași suprafețe utile? Da, sună aproape imposibil, însă cei de la V3Solar susțin că propunerea lor SPIN Cell satisface toate aceste cerințe.

SPIN Cell constă dintr-un con acoperit cu celule fotovoltaice, care se rotește în interiorul unui alt con, format din lentile cu rol de concentratoare pentru lumina solară. Unghiul de 56 de grade al conului este calculat special pentru a putea fi ”recoltată” cât mai multă enegie solară, tot timpul anului (poziția soarelui schimbându-se câte puțin zilnic).

panouri-solare-fotovoltaice-v3solar-cell-spin-ecoprofit-10
Nu e un suvenir turistic. Este CELL Spin, viitorul panourilor fotovoltaice

În partea exterioară fixă sunt dispuse o serie de lentile tubulare, a căror formă a necesitat multe calcule minuțioase, astfel încât concentratorul este capabil să asimileze suficienți fotoni chiar și în zilele noroase. În plus, carcasa este ermetic închisă și are și rol de protecție pentru celulele fotovoltaice. Deci nu mai e necesară curățarea zilnică a celulelor, ci a carcasei din sticlă, dar mult mai rar. Protejarea celulelor evită și daunele mecanice la care ar putea fi expuse acestea. Iar forma conică a ansamblului îi conferă o bună rezistență la vânturile puternice. Chiar dacă în practică aceste avantaje nu ar fi chiar așa de simplu de obținut, designul CELL Spin reprezintă clar o îmbunătățire, din punct de vedere al siguranței, față de panourile fotovoltaice actuale.

O altă problemă importantă a actualelor panouri fotovoltaice ține de scăderea eficienței lor odată cu creșterea temperaturii peste o anumită limită. Problemă care se amplifică dacă se utilizează concentratoare solare. Dacă s-ar dori creșterea de 20 de ori a energiei produse de un panou fotovoltaic normal prin folosirea unor lentile concentratoare, temperatura ar depăși 120 de grade celsius, ceea ce ar topi rapid adezivul folosit în celulele fotovoltaice, deci s-ar distruge panoul fotovoltaic.

La fel ca într-un disco-ball, facem fotonii să danseze

Prin rotirea conului SPIN Cell, pe de o parte se obține o răcire naturală (prin crearea unui curent de aer în interiorul conului de sticlă). Iar pe de altă parte celulele fotovoltaice sunt expuse foarte puțin timp unei temperaturi ridicate, deci nu sunt afectate de căldură. Practic, punerea în mișcare a electronilor din celule (fenomen care duce la crearea curentului electric) este realizată printr-un efect stroboscopic.

panouri solare fotovoltaice v3solar cell spin - ecoprofit 2
Principiu de funcționare inedit pentru CELL Spin

Și mai interesant este sistemul de rotire a conului: denumit Dynamic Spin, el se bazează pe magneți, iar pornirea sau ajustarea vitezei necesită o foarte mică parte a curentului produs chiar de celulele fotovoltaice (consumul sistemului de rotire este estimat la 1 Ah). Utilizarea magneților elimină dezavantajele frecărilor dintre piesele unui generator obișnuit, dar aduce și avantajul eliminării zgomotelor.

V3Solar a luat în calcul și eficientizarea spațiului ocupat actualmente de panourile fotovoltaice convenționale, care necesită suprafețe foarte mari – un lucru foarte important în special în zonele urbane, unde spațiul este extrem de restrâns. Drept pentru care creatorii lui CELL Spin au gândit nu doar conic, ci și… pe verticală.

panouri solare fotovoltaice v3solar cell spin - ecoprofit 3
Puțin SF: un ”copac” cu panouri fotovoltaice în formă de con…

Astfel, dispozitivele pot fi grupate într-un Power Tree (”copacul puterii” în traducere). Plasarea pe ”ramuri” este gândită după un model matematic precis, astfel încât să se evite cât mai mult umbrirea dispozitivelor din partea inferioară de către cele din partea superioară. În același timp, ”ramurile” se pot roti în jurul stâlpului central, pentru a asigura ansamblului expunerea optimă la razele solare.

Un alt avantaj al CELL Spin este că dispozitivul poate produce fie curent continuu, fie curent alternativ. Astfel este eliminată necesitatea invertorului, o componentă electronică foarte scumpă, iar economia s-ar cifra la circa 0,45 USD/Wp. Ceea ce, în cazul ”fermelor solare”, reprezintă deja o reducere de costuri semnificativă.

La care se mai adaugă economiile datorate suprafeței mai restrânse de care au nevoie dispozitivele CELL Spin – conform estimărilor V3Solar, dotarea ”fermelor solare” cu CELL Spin ar necesita de peste trei ori mai puțin teren decât acum. Iar utilizarea soluției Power Tree ar însemna reducerea suprafeței de teren necesare de peste 10 ori!

panouri solare fotovoltaice v3solar cell spin - ecoprofit 4
Nu doar eficiență, ci și o estetică reușită

Nu în ultimul rând, costurile pentru CELL Spin ar fi oarecum similare cu ale sistemelor fotovoltaice actuale deoarece majoritatea componentelor folosite în dispozitivul celor de la V3Solar se bazează pe materiale și procese de fabricație existente. Ceea ce îi face încrezători pe creatori și în fiabilitatea lui CELL Spin, estimată la peste 20 de ani, suficient pentru ca investiția să poată fi amortizată de câteva ori. Cu alte cuvinte, CELL Spin este perfect fezabilă din punct de vedere economic pentru a intra cât mai rapid pe piață.

Gândind global, CELL Spin ar putea fi următoarea treaptă de evoluție în domeniul energiei solare. O treaptă care ar putea pur și simplu da peste cap (în sensul bun) estimările industriei energetice. Până la jumătatea secolului, consumul de energie se crede că va ajunge la 30 TW anual, iar CELL Spin ar putea accelera procesul de producție a energiei electrice din surse solare, în condițiile celei mai bune eficiențe de până acum din domeniul panourilor fotovoltaice.