Концепція «малорозмірних» концентраторних модулів розробили ще наприкінці 1980-х років. В даний час використовуючи і розвиваючи цю концепцію на базі напівпровідникових високоефективних наногетероструктурних арсенід-галієвих сонячних елементів, у світі активно проводяться роботи з практичної реалізації комерційно прийнятних різних модифікацій концентраторних сонячних установок, а саме, із застосуванням точкових концентраторних модулів на лінзах Френеля, заснованих на заломлюючій оптиці, і модулів, заснованих на оптиці, що відбиває, з пристроями стеження за Сонцем.
РОЗРОБКА І ВИГОТОВЛЕННЯ КОНЦЕНТРАТОРНИХ СОНЯЧНИХ ПРИЙМАЧИВ
Фахівцями, які в даний час представляють компанію ТОВ «Науково-виробниче підприємство «ЛТУ», в рамках проекту APOLLON (FP-7 – Сьома дослідницька рамкова програма ЄС) були проведені роботи з розробки ряду конструкцій приймачів концентрованого випромінювання для сонячних висококонцентрованих фотовольтаїчних (HCPV)) модулів на лінзах Френеля на основі трьох перехідних арсенід-галієвих сонячних елементів з ККД 36-38% виготовлених компаніями ENE (Бельгія) та Azur Space (Німеччина) та інноваційної алюміній – поліімідної Chip-On-Flex (COF) технології зборки. Також було проведено роботи з аналізу та вибору матеріалів, проектно-розрахункових досліджень для розробки конструкцій вторинних оптичних елементів (ВОЕ).
Для відпрацювання технології виготовлення приймачів були розроблені та виготовлені тестові структури якості та різні типи зразків приймачів концентрованого випромінювання. Також було проведено прискорені термоциклічні випробування зразків приймачів з метою оцінки їхньої надійності та термінів експлуатації відповідно до міжнародного стандарту IEC 62108 “Concentrator photovoltaic (CPV) modules and assemblies – Design qualification and type approval”. Цей стандарт визначає вимоги до електричних, механічних та температурних характеристик концентраторних фотовольтаїчних приймачів та їх зібраних вузлів, прийнятних для довготривалого функціонування у нормальних кліматичних умовах.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРОБКИ
Результати проведених прискорених термоциклічних випробувань зразків приймачів дозволяють зробити висновок, що вибрані конструктивно-технологічні рішення концентраторних приймачів на основі трьохперехідних GaInP/GaAs/Ge-СЕ та інноваційної COF технології складання відповідають вимогам стандарту IEC 62108.
Очікуваний термін служби концентраторних приймачів із ВОЕ становив щонайменше 20 років.
ОПИС МОЖЛИВОСТЕЙ (МАЮЧИХ ПОСЛУГ)
Приймачі концентрованого сонячного випромінювання на основі трьохперехідних арсенід-галієвих СЕ з інтегрованою вторинною оптикою типу усіченого конуса усіченої піраміди.
Тестові структури якості на основі арсенід-галієвих сонячних елементів без ВОЕ та з інтегрованим ВОЕ.
На підставі проведеного всебічного аналізу стану та сучасного технічного рівня розвитку концентраторних сонячних технологій у світі компанією ТОВ «Науково-виробниче підприємство «ЛТУ» запропоновано нові комерційно прийнятні конструктивно-технологічні рішення приймачів сонячного випромінювання для HСPV фокусно-точкових модулів на основі алюміній – поліімідної (Chip -On-Flex, COF) технології збирання та арсенід-галієвих сонячних елементів з ККД 46-48% та на ахроматичних лінзах Френеля як найпростіший (що не вимагає застосування ВОЕ) та дешевий спосіб швидкої практичної реалізації концентраторних модулів з ККД більше 40% при ступеню концентрації понад 500 крат.
Такий підхід потенційно дозволяє досягти значень конкурентно здатної вартості електроенергії вироблюваної серійними сонячними концентраторними модулями на основі інноваційних конструкцій сонячних приймачів на рівні 0.2-0,5 Євро за Вт, що відповідає сучасним світовим вимогам.
ПУБЛІКАЦІЇ
| № п/п | Назва статті |
| 2015 г. | |
| 1 | Звіт про технічний проект ALICE Collaboration для оновлення внутрішньої системи відстеження ALICE / Б. Абелєв, В.М. Борщов, О.М. Лістратенко, М.А. Проценко, І.Т. Тимчук і співпраця ALICE // (CERN-LHCC-2013-024/ALICE-TDR-017) – Фізичний журнал G: Ядерна фізика і фізика частинок, том 41, номер 8, серпень 2014 р. 70 – 71. |
| 2018 г. | |
| 2 | Інноваційні мікроелектронні технології для експериментів з фізики високих енергій / В. М. Борщов, О. М. Лістратенко, М. А. Проценко та ін. // Функціональні матеріали. — 2017. — Вип. 24, № 1. — С. 143-153. |
| 2019 г. | |
| 3 | В.М. Борщов, О. М. Лістратенко, М.А. Проценко, І.Т. Тимчук, О.В. Кравченко, Н.І. Сліпченко. Нові підходи до створення високоефективних приймачів випромінювання для концентраторних сонячних модулів// Радіотехніка: Всеукр. міжвід. наук.-техн. зб. – 2019 р. – Вип. 197. – С.123-136. |