Критерий оценки полноспектральных модулей для солнечной энергетики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Использование высокоэффективных (КПД > 40%) полноспектральных солнечных элементов в наземной солнечной энергетике сопряжено с усложнением конструкции солнечной электростанции, что может привести к возрастанию капитальных затрат, не покрываемых увеличением энерговыработки. Предложено использовать относительный LCOE (средневзвешенная себестоимость электроэнергии, англ. – Levelised Cost of Energy) как критерий, позволяющий оценить конкурентоспособность электростанции на начальном этапе ее разработки. Показано, что конкурентоспособность электростанции с полноспектральными солнечными элементами в географической точке (51 с. ш, 108 в. д.) будет обеспечена в случае, если капитальные затраты в расчете на 1 м2 апертуры модуля не более чем в 1,9 раз превышают капитальные затраты на 1 м2 сравниваемого кремниевого модуля.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Евгения Александровна Ионова

ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ionova@mail.ioffe.ru
ORCID iD: 0000-0003-2886-6706

науч. сотр., лаб. фотоэлектрических преобразователей

Россия, Санкт-Петербург

Кирилл Андреевич Овчинников

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: owe4kink@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-5774-0925

магистрант

Россия, Санкт-Петербург

Дмитрий Андреевич Малевский

ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: dmalevsky@scell.ioffe.ru
ORCID iD: 0000-0002-9337-4137

науч. сотр., лаб. фотовольтаики

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Popel’ O. S.,Tarasenko A.B. Modern Development Trends in Photovoltaics (Review). Thermal Engineering. 2021;11(5): 5–25. doi: 10.1134/S0040363621100039. Попель О. С., Тарасенко А. Б. Современные тенденции развития фотоэлектрической энергетики (обзор). Теплоэнергетика. 2021;11(5): 5–25. doi: 10.1134/S0040363621100039.
  2. Lyubimova N. G. The definition of “distributed energy”. Vestnik universiteta. 2014; 5: 103–105. eLIBRARY ID: 21596142. ISSN 2686-8415. Любимова Н. Г. Определение понятия «Распределенная энергетика». Вестник университета. 2014; 5: 103–105. eLIBRARY ID: 21596142. ISSN 2686-8415.
  3. http://www.azurspace.com/index.php/en/products/products-cpv/cpv-solar-cells.
  4. Green M. A., Dunlop E. D., Siefer G. et al. Solar cell efficiency tables (version 57). Progress in Photovoltaics Research and Applications. 2023;31:3–16. doi: 10.1002/pip.3646.
  5. Schroth P., Löckenhoff R., Fuhrmann D. et al. AZUR’s new 5C46 CPV cell: Final design for optimized outdoor performance. AIP Conference Proceedings. 2022; 2550:020008. doi: 10.1063/5.0100397.
  6. Geisz J. F., France R. M., Schulte K. L., Steiner M. A., Norman A. G., Guthrey H. L., Young M. R., Song T., Moriarty T. Six-junction III–V solar cells with 47.1% conversion efficiency under 143 Suns concentration. Nature Energy. 2020;5:326–335. doi: 10.1038/s41560-020-0598-5.
  7. Andreev V. M., Davidyuk N. Y., Malevski D. A., Pan’chak A.N., Rumyantsev V. D., Sadchikov N. A., Chekalin A. V., Luque A. New-Generation Concentrator Modules Based on Cascade Solar Cells: Design and Optical and Thermal Properties. Tech. Phys. 2014;59(11):1650–1657. doi: 10.1134/S1063784214110024. Андреев В. М., Давидюк Н. Ю., Малевский Д. А., Паньчак А. Н., Румянцев В. Д., Садчиков Н. А., Чекалин А. В. Концентраторные модули нового поколения на основе каскадных солнечных элементов: конструкция, оптические и температурные свойства, ЖТФ. 2014;84(11):72–79.
  8. RU Patent 2476957. Solar photo energy apparatus/ Andreev V. M., Rumyantsev V. D., Pokrovsky P. V., Malevsky D. A., Kognovitsky S. O., Gushchina A. A. RU Патент № 2476957. Солнечная фотоэнергоустановка / Андреев В. М., Румянцев В. Д., Покровский П. В., Малевский Д. А., Когновицкий С. О., Гущина А. А.
  9. Ionova E. Power generation of multi-junction solar cells, taking into account the latitudinal variability of the spectral composition of radiation. Photonics Russia. 2023;17(7): 516–524. doi: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.7.516.524. Ионова Е. А. Энерговыработка многопереходных солнечных элементов с учетом широтной изменчивости спектрального состава излучения. Фотоника. 2023;17(7): 516–524. doi: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.7.516.524.
  10. Barinova V. A., Demidova K. V. Economic Feasibility of Solar Energy in Russia. Russian Economic Development. 2023; 30(10):18–31. Баринова В. А., Демидова К. В. Экономическая целесообразность развития солнечной энергетики в России. Экономическое развитие России. 2023; 30(10):18–31.
  11. Photovoltaic geographical information system. URL: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#api_5.3.
  12. Steiner M., Bösch А., Dilger А., Dimroth F., et al., Steiner M. et al. FLATCON® CPV module with 36.7% efficiency equipped with four junction solar cells. Progress in Photovoltaics Research and Applications. 2015; 23(10): 1323–1329. doi: 10.1002/pip.2568.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Прототип СЭС с восемью ПСМ с установленной мощностью 1–2 КВт. Концентрирование солнечного излучения обеспечивается панелью линз Френеля, двухосевое слежение за Солнцем обеспечивается следящей опорой [7, 8]

Скачать (272KB)
Метаданные

© Ионова Е.А., Овчинников К.А., Малевский Д.А., 2025