Vanadium redox flow battery integrating CIGS modules

Espanjan IREC Catalonia Institute for Energy Research-instituutin ja Suomen Aalto-yliopiston tutkijat ovat yhdistäneet vanadium Redox flow batteries (VRFBs) – paristot kupari -, indium -, gallium-ja seleeniteknologiaan (CIGS) perustuvien Mini-aurinkomoduulien kanssa yhteen laitteeseen pyrkiessään hyödyntämään niiden korkeaa energiatiheyttä.

tutkijat sanoivat, että VRFBs: n korkea jännite asetti haasteen AURINKOSÄHKÖLAITTEIDEN integroinnille, sillä ensin mainitut lisäävät jatkuvasti akun lataustilaa, kun taas AURINKOSÄHKÖYKSIKÖN on vastattava asianmukaisesti varastointijärjestelmän energiantarvetta.

”integroidun järjestelmän suurin ratkaistava haaste on sovittaa yhteen PV: n maksimitehopiste ja redox-virtausakku ottaen huomioon jälkimmäisen luontaisen potentiaalisen siirtymisen”, he sanoivat.

he integroivat amerikkalaisen CIGS-spesialistin Solopowerin minipaneelit upotettuina valoelektrodeina akkujen kanssa, ilman ylimääräistä tehoelektroniikkaa. CIGS-folio leikattiin pieniin soluihin, joiden mitat olivat 5,1 cm2 – 5,3 cm2,. Tutkimusryhmä valmisti niistä kolmisoluisia ja nelisoluisia PV-moduuleja, joita he kutsuivat nimillä ”3CM” ja ”4CM”. Paneeleissa oli erilaisia avoimen piirin mahdollisuuksia ja nykytiheyksiä.

” 3CM: n ja 4cm: n lopulliset geometriset alueet olivat 16 ja 20,4 cm2″, tutkijat kertoivat.

valoavusteiset lataus-/purkaustestit tehtiin mukautetussa sähkökemiallisessa kennossa. CIGS-moduuli integroitiin kytkemällä kennon negatiiviselle puolelle Poly(metyylimetakrylaatti) (PMMA) – ikkunan ja grafiittivirtakeräimen väliin. Kennon negatiiviselle puolelle työnnettiin vertailuelektrodi.

tutkijat valaisivat paneelit PEC-L01-aurinkosimulaattorilla. Sekä aurinkosähköjärjestelmän tuottamaa valovirtaa että solussa olevaa avoimen piirin potentiaalia seurattiin Vmp3-biologisella potentiostaatilla, joka ohjaa jännitettä ja mittaa syntyvän virran.

tutkijat väittivät testin osoittaneen, että CIGS-kennojen avoimen piirin jännite oli 0,6 V, oikosulkuvirta 35 mA cm2 ja hyötysuhde 10,3%.

suosittu sisältö

”Vaihtoehtoiset yhteenliittämisstrategiat, kuten monoliittinen yhteenliittäminen, voisivat todennäköisesti johtaa parempiin aurinkokennojen tehokkuuksiin kuin tässä työssä käytetty tabbing-menetelmä”, he selittivät.

minipaneeleille saavutetut avoimen piirin jännitearvot olivat tutkimusryhmän mukaan riittävän korkeita, jotta laitteessa olisi ollut puolueeton fotokaari. Akkukennon jännitteen potentiaalinen vaihtelu kuitenkin määritti valokennon pienenemisen. 4CM-paneelissa se ylsi 21 prosenttiin, mutta 3cm-moduulissa se osui 59 prosenttiin. Tämä osoittaa selvästi, että ”toimintapiste tässä järjestelmässä ei ole optimaalinen, joten tämä todennäköisesti voisi rajoittaa fotokarenssi VRFB,” tutkijat sanoivat.

neljällä sarjaan kytketyllä kennolla varustettu minimoduuli saavutti täyden tasapainottoman fotosähkön 1 auringon valaistuksessa, mikä johti korkeaan energiaan 77%, aurinko-akkujen lataustehokkuuteen 7,5% ja kokonaismatkan energiamuunnostehokkuuteen 5,0%. Nämä arvot, mukaan tutkijat, ylittivät kaikki arvot raportoitu kirjallisuudessa aurinko VRFBs.

kolmikennomoduuli, jota testattiin kahdella eri akkukokoonpanolla, oli täysin riippuvainen akun avoimen piirin potentiaalista ja heikommasta virrankulutuksesta johtuen kennojännitteestä.

” olemme osoittaneet tällaisen energian varastointijärjestelmän valtavat mahdollisuudet räätälöimällä ensimmäistä kertaa kaupallisia ohutkalvo-aurinkosähköjä, mikä saattaa valaista tällaisten aurinkoakkujen tulevaa kehitystä käyttämällä yksinkertaisempia kokoonpanoja jo olemassa olevan teknologian avulla”, tutkijat päättelivät.

he esittelivät akkuprototyyppinsä teoksessa ”Adaptation of cu(in, Ga)Se2photovoltaics for full unbiased photocharge of integrated solar vanadium redox flow batteries”, joka julkaistiin äskettäin Sustainable Energy & Fuels-lehdessä.

Espanjan IREC Catalonia Institute for Energy Research-instituutin ja Suomen Aalto-yliopiston tutkijat ovat yhdistäneet vanadium Redox flow batteries (VRFBs) – paristot kupari -, indium -, gallium-ja seleeniteknologiaan (CIGS) perustuvien Mini-aurinkomoduulien kanssa yhteen laitteeseen pyrkiessään hyödyntämään niiden korkeaa energiatiheyttä. tutkijat sanoivat, että VRFBs: n korkea jännite asetti haasteen AURINKOSÄHKÖLAITTEIDEN integroinnille, sillä ensin mainitut lisäävät jatkuvasti akun lataustilaa,…

Espanjan IREC Catalonia Institute for Energy Research-instituutin ja Suomen Aalto-yliopiston tutkijat ovat yhdistäneet vanadium Redox flow batteries (VRFBs) – paristot kupari -, indium -, gallium-ja seleeniteknologiaan (CIGS) perustuvien Mini-aurinkomoduulien kanssa yhteen laitteeseen pyrkiessään hyödyntämään niiden korkeaa energiatiheyttä. tutkijat sanoivat, että VRFBs: n korkea jännite asetti haasteen AURINKOSÄHKÖLAITTEIDEN integroinnille, sillä ensin mainitut lisäävät jatkuvasti akun lataustilaa,…

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.