Quyosh energiyasidan foydalanishning energetik tizimlari va qurilmalari

Kaskadli quyosh elementlari. Kaskadli Quyosh elementlari monolit ko‘pkadkadli monokristall strukturani o‘stirish yoki tayyor elementlarni mexanik tutashtirish orqali shakllantiriladi.
Bu guruhga ta’luqli ko‘pchilik yuqori samarali QE ko‘p o‘tishli (kaskad) geterostrukturalar asosida tayyorlanadi. Ular metall organik birikma tarkibiga ega (MOSVD-texnologiya) gaz fazali epitaksiya yoki molekulyar-dastali epitaksiya (MVE) usullari bilan olinadi. Uch kaskadli QEning namunasi va u tomonidan Quyosh energiyasini o‘zgartirishning energetik sxemasi 3.3-rasmda keltirilgan.

3.3-rasm. Ko‘p o‘tishli QE va Quyosh energiyasini o‘zgartirishning energetik sxemasi
Germaniyada tayyorlangan (Fraunhofer ISE/Soitec) to‘rtkaskadli QEda Quyosh energiyasini 500 karra zichlashtirish orqali samaradorlik 46,0% ga etkazildi. 2015 yil 14 yanvarda (Kalarado shtati, AQSH Energetika vazirligi, NREL) GOLDEN kompaniyasi to‘rt o‘tishli QE konsentratsiya darajasi 234 birlikka etkazilganda samaradorlik 45,7% bo‘lganligini e’lon qildilar, NREL esa istalgan turdagi QE ichida yuqori samaradorlikga erishilganini aytib o‘tdi.
Bunda uch kaskadli QE samaradorligi 2013 yilda “Solar Junction” kompaniyasi tomonidan 942 birlik konsetratsiya darajasida olingan natijalarga ko‘ra 44,4% ni tashkil etdi. Yuqori samaradorlik olish uchun konsentratsiyalarni qo‘llash (Frenel linzalari) katta optik yo‘qotishlarga olib keladi. Eslatib o‘tish kerakki, maxsus yoritish sharoitlarida laboratoriya elementlari tadqiq qilinmoqda. Konsentratorli ko‘pkaskadli elementlarning o‘zi tabiiy sharoitda qo‘llanilganda Quyoshni kuzatish tizimlaridan iborat murakkab mexanik tayanch konstruksiyalardan foydalanishni talab qiladi, diffuz radiatsiya vaqtida yomon ish qobilyatiga ega bo‘ladi, lokal qizish oqibatida strukturani samarali sovitish lozim bo‘ladi.
“Boeing – Spectrolab” va “Sharp” kompaniyalarida olingan ko‘pkaskadli konsentratorsiz QE maksimal samaradorligi mos ravishda 38,8% (beshkaskadli) va 37,9% (uchkaskadli) ni tashkil etdi. Ko‘pkaskadli QE ni olishning kamchiliklari bo‘lib texnologik jarayonning murakkabligi, qimmat jihozlardan foydalanish, taglik sifatida monokristall Ge, GaAs va boshqa materiallar, komponentlardan foydalanish hisoblanadi.