Концепция «малоразмерных» концентраторных модулей была разработана еще в конце 1980-х годов. В настоящее время используя и развивая эту концепцию на базе полупроводниковых высокоэффективных наногетероструктурных арсенид-галлиевых солнечных элементов, в мире активно проводятся работы по практической реализации коммерчески приемлемых различных модификаций концентраторных солнечных установок, а именно, с применением точечных концентраторных модулей на линзах Френеля, основанных на преломляющей оптике, и модулей, основанных на отражающей оптике с устройствами слежения за Солнцем.
РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАТОРНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ПРИЕМНИКОВ
Специалистами, которые в настоящее время представляют компанию ООО «Научно-производственное предприятие «ЛТУ», в рамках проекта APOLLON (FP-7 ‑ Седьмая исследовательская рамочная программа ЕС) были проведены работы по разработке ряда конструкций приемников концентрированного излучения для солнечных высоко концентрированных фотовольтаических (HCPV) модулей на линзах Френеля на основе трех переходных арсенид-галлиевых солнечных элементов с КПД 36-38% изготовленных компаниями ENE (Бельгия) и Azur Space (Германия) и инновационной алюминий — полиимидной Chip-On-Flex (COF) технологии сборки. Также были проведены работы по анализу и выбору материалов, проектно — расчетным исследованиям для разработки конструкций вторичных оптических элементов (ВОЭ).
Для отработки технологии изготовления приемников были разработаны и изготовлены тестовые структуры качества и различные типы образцов приемников концентрированного излучения. Также были проведены ускоренные термоциклические испытания образцов приемников с целью оценки их надежности и сроков эксплуатации в соответствии с международным стандартом IEC 62108 «Concentrator photovoltaic (CPV) modules and assemblies – Design qualification and type approval». Данный стандарт определяет требования к электрическим, механическим и температурным характеристикам концентраторных фотовольтаических приемников и их сборочных узлов, приемлемых для долговременного функционирования в нормальных климатических условиях.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ
Результаты проведенных ускоренных термоциклических испытаний образцов приемников позволяют сделать вывод, что выбранные конструктивно-технологические решения концентраторных приемников на основе трехпереходных GaInP/GaAs/Ge-СЭ и инновационной COF технологии сборки удовлетворяют требованиям стандарта IEC 62108.
Ожидаемый срок службы концентраторных приемников с ВОЭ составил не менее 20 лет.
ОПИСАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ (ИМЕЮЩИХСЯ УСЛУГ)
Приемники концентрированного солнечного излучения на основе трех переходных арсенид-галлиевых СЭ с интегрированной вторичной оптикой типа усеченный конус усеченная пирамида.
Тестовые структуры качества на основе арсенид-галлиевых солнечных элементов без ВОЭ и с интегрированным ВОЭ.
На основании проведенного всестороннего анализа состояния и современного технического уровня развития концентраторных солнечных технологий в мире компанией ООО «Научно-производственное предприятие «ЛТУ» предложены новые коммерчески приемлемые конструктивно-технологические решения приемников солнечного излучения для HСPV фокусно — точечных модулей на основе алюминий — полиимидной (Chip-On-Flex, COF) технологии сборки и арсенид-галлиевых солнечных элементов с КПД 46-48% и на ахроматических линзах Френеля как наиболее простой (не требующий применения ВОЭ) и дешевый способ быстрой практической реализации концентраторных модулей с КПД более 40% при степени концентрации более 500 крат.
Такой подход потенциально позволяет достичь значений конкурентно способной стоимости электроэнергии вырабатываемой серийными солнечными концентраторными модулями на основе инновационных конструкций солнечных приемников на уровне 0.2-0,5 Евро за Вт, что соответствует существующим современным мировым требованиям.
ПУБЛИКАЦИИ
| № п/п | Название статьи |
| 2015 г. | |
| 1 | The ALICE Collaboration Technical Design Report for the Upgrade of the ALICE Inner Tracking System / B. Abelev, V.N. Borshchov, O.M. Listratenko, M.A. Protsenko, I.T. Tymchuk and the ALICE Collaboration // (CERN-LHCC-2013-024/ALICE-TDR-017) – Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, Volume 41, Number 8, August 2014, Р. 70 – 71. |
| 2018 г. | |
| 2 | Innovative microelectronic technologies for high-energy physics experiments / V. M. Borshchov, O. M. Listratenko, M. A. Protsenko et al. // Functional materials. — 2017. — Vol. 24, № 1. — Р. 143-153. |
| 2019 г. | |
| 3 | В.Н. Борщев, А.М. Листратенко, М.А. Проценко, И.Т. Тымчук, А.В. Кравченко, Н.И. Слипченко. Новые подходы к созданию высокоэффективных приемников излучения для концентраторных солнечных модулей // Радиотехника: Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. — 2019 г. — Вып. 197.- С.123-136. |