Projekti / Programi
Analiza nehomogenosti fotonapetostnih gradnikov in vpliv na zmogljivost sončnih elektrarn tekom življenjske dobe
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.03 |
Tehnika |
Energetika |
Obnovljivi viri in tehnologije |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T140 |
Tehnološke vede |
Energijske raziskave |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
fotovoltaika, sončna celica, fotonapetostni modul, zmogljivost, nehomogenost
Raziskovalci (13)
Organizacije (2)
Povzetek
Raziskovalni projekt "Analiza nehomogenosti fotonapetostnih gradnikov in vpliv na zmogljivost sončnih elektrarn tekom življenjske dobe" se osredotoča na določanje in karakterizacijo nehomogenosti v fotonapetostnih (PV) modulih. Cilj projekta je razviti metodologijo in simulacijski model različnih nehomogenosti, raziskati njihovo obnašanje v življenjski dobi PV modula in predvideti njihov vpliv na energijski izplen celotnega PV sistema.
V raziskavi bomo uporabili trenutno dosegljive PV module [1]:
· klasične kristalno silicijeve module (90 % tržni delež),
· različne tipe tankoplastnih modulov (10 % tržni delež).
Projekt združuje dve slovenski komplementarni raziskovalni skupini:
· Laboratorij za fotovoltaiko in optoelektroniko (UL FE, 1538-030) in
· Oddelek za elektronsko keramiko (Inštitut „Jožef Stefan“ (IJS), 0106-033).
Glavni izzivi in pričakovani rezultati projekta so:
· klasifikacija vrst nehomogenosti, vrednotenje njihove statistične verjetnosti in časovne dinamike ter njihov vpliv na učinkovitost pretvorbe energije,
· razvoj sistema spremljanja vlage, temperature in potenciala v samem modulu za boljše razumevanje izvora nehomogenosti,
· podrobna prostorska, hiperspektralna in strukturna karakterizacija za vpogled v mehanizme napak in njihove časovne dinamike,
· vrednotenje vplivov nehomogenosti na izplen PV sistema na osnovi simulacij pri danih, lokacijsko in konstrukcijsko odvisnih, okoljskih parametrih.
Predlagani projekt bo izboljšal razumevanje mehanizmov napak – še posebej nehomogenosti – v fotonapetostnih sistemih. Posledično bomo dosegli bolj natančno napovedovanje energijskega donosa fotonapetostnih sistemov, kar bo neposredno vplivalo na njihovo lažje vzdrževanje. S podrobnim znanjem o vrstah nehomogenosti bomo odkrili njihovo poreklo, kar je prvi korak k izboljšanju proizvodnje PV modulov.
[1] IEA, Technology roadmap - Solar photovoltaic energy (2014)
Pomen za razvoj znanosti
Predlagani projekt bo z rezultati ustvarjal nova znanstvena spoznanja na področju obnašanja PV modulov skozi celotno življenjsko obdobje. Rezultati bodo imeli vpliv na proizvodnjo sončnih celic in modulov, tehnologijo PV sistemov, postopkov vzdrževanja in monitoring PV sistemov.
Projekt ob podal ključna znanja o nehomogenostih v c-Si in TF PV modulih. Verjamemo, da bo imela vzpostavitev splošne podatkovne baze nehomogenosti velik vpliv na PV skupnost. Znanja o obnašanju nehomogenosti bodo predstavljala dragoceno informacijo za proizvajalce sončnih celic / PV modulov.
Načrtovane dejavnosti, ki bodo pripomogle k razvoju znanosti in stroke:
· - objava člankov v priznanih mednarodnih revijah z visokim faktorjem vpliva,
· - predstavitve na mednarodnih znanstvenih konferencah,
· - vabljena predavanja, predavanja na delavnicah, raziskovalnih inštitucijah in konferencah.
Pomen za razvoj Slovenije
Fotovoltaika je tehnološki sektor z letno rastjo okoli 30%. Kljub selitvi industrije iz Evrope v Azijo, veliko evropskih podjetij še ostaja konkurenčnih. Slovenska podjetja, kot so Bisol Group d.o.o, MAHLE Letrika d.o.o, ETI Elektroelement d.d. in Metrel d.d., uspešno poslujejo in so celo povečala svojo proizvodno kapaciteto v zadnjih letih.
Pred tremi leti smo bili priča drastičnemu vzponu PV sistemov v Sloveniji. Ustanovila so se številna majhna podjetja na področju načrtovanja in izgradnje sončnih elektrarn. Danes jih deluje le še peščica in še ta so usmerjena prvenstveno v vzdrževanje sistemov.
Rezultati predlaganega projekta bodo ustvarili znanstvene publikacije v najuglednejših mednarodnih specializiranih revijah in utrjevale mednaroden ugled UL FE LPVO, največje slovenske raziskovalne skupine na področju fotovoltaike. Raziskava bo odprla nove možnosti za mednarodno sodelovanje med raziskovalnimi skupinami in industrijskimi partnerji v Evropi. V Sloveniji bodo rezultati projekta neposredno vplivali na monitoring in vzdrževanje sončnih elektrarn. Boljše razumevanje delovanja PV sistemov in lažje določanje napak bo pomagalo k hitrejšemu in bolj učinkovitemu reševanju težav.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
