О технологии

Мы представляем новую технологию 3D-СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ (3D-ST) и покажем, что эта система является настоящим прорывом в мировой энергетике.

Проблема, которую решает 3D-ST

Проблема, которую решает данный проект, — КРИЗИС ГЛОБАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА — одна из главных проблем нашего времени, которая буквально убивает людей.

Известно, что решением проблемы является использование чистой энергии, особенно солнечной энергии, объем которой практически неограничен. И тем не менее, после 60 лет развития солнечная энергия составляет всего 3,7% от мирового производства электроэнергии. Причина этого вполне тривиальна — это стоимость.

Борьба за снижение этой стоимости на самом деле является борьбой за создание зеленого мира и основной целью нашего проекта.

Эта стоимость обусловлена необходимостью исключительно высокой точности слежения за солнцем. Такая высокая точность объясняется тем, что солнечные элементы работают в цепочках, и недостаточное освещение хотя бы одного элемента приводит к выходу из строя всей цепочки, к которой он принадлежит. Естественно, такой точный контроль за массивной механической конструкцией требует сложного и дорогого механизма.

Для оценки влияния такого точного слежения за солнцем на стоимость мы провели простой абстрактный эксперимент: солнце неподвижно, и в таком случае слежение вообще не требуется. Рассчитав стоимость такого CPV, мы пришли к удивительному результату — стоимость концентратора без слежения в несколько раз ниже его обычной стоимости.

Наше решение

Поняв суть проблемы, мы попытались взглянуть на нее с другой стороны. В конце концов, конечная цель слежения за солнцем не в точной ориентации на солнце, а в необходимости точного выравнивания фокуса солнечного света с солнечными элементами.

Это делают сегодня, манипулируя тяжелой конструкцией, но тот же эффект можно достичь, управляя вторым игроком игры — в тысячу раз более легким блоком солнечных элементов (для сравнения — зеркало “ZENIT-SOLAR” площадью 22 м² весит 1500 кг. Наш 3D-ST с зеркалом 11 м² весит 120 кг — почти в 7 раз легче на квадратный метр.).

Принцип работы

Для этой цели была разработана система 3D-ST, которая работает как двухступенчатая операция:

01

ГРУБОЕ СЛЕЖЕНИЕ

На этом этапе путь солнца делится на сегменты, и два актуатора периодически перемещают зеркало с одного сегмента на другой

  • The sun’s path is divided into segments.
  • Two actuators periodically reposition the mirror from one segment to another.

02

ТОЧНОЕ СЛЕЖЕНИЕ

На этом этапе контролируется точное выравнивание фокуса и солнечных элементов в каждом сегменте, следя за фокусом путем прямого движения блока солнечных элементов.

Мы сделали это и получили удивительный результат — радикальное упрощение конструкции, что привело к резкому снижению стоимости.

Эффект переноса точного контроля на маленький элемент был почти такой же, как в нашем абстрактном эксперименте — радикальное упрощение конструкции, что привело к резкому снижению ее стоимости и, соответственно самой низкой на рынке стоимости $0,72/ватт, что эквивалентно 3,8 центам/кВт/ч.

Конечный результат

Cамая низкая стоимость производства энергии — 2,3 цента/кВтч при среднем глобальном DNI 900 Вт/м² и 0,94 цента/кВтч в солнечных странах, таких как Израиль, с DNI 2000–2500 Вт/м².

Чтобы оценить этот результат, давайте посмотрим на Белую книгу Министерства энергетики США, где говорится: «Появление конкурентоспособной технологии возобновляемой энергии с ценой 6 центов/кВтч приведет к революции в производстве и использовании электричества…». Наша система многократно превосходит эти «революционные затраты».

Преимущества

Эта технология основана на солнечном концентраторе типа CPV, который имеет два значительных преимущества.  

Низкая стоимость преобразования

Использование небольшого количества солнечных элементов позволило добиться низкой стоимости преобразования

Высокая эффективность

С той же площади производится в два раза больше электроэнергии по сравнению с традиционными солнечными панелями.