Name: indoor experimental assessment of the efficiency and irradiance spot of the achromatic doublet on glass (adg) fresnel lens for concentrating photovoltaics
Uploaded: 2017-10-27T13:00:00
Duration: 9 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics at Jo

עבודה זו חלקית בתמיכתם של ספרדית משרד הכלכלה ואת התחרותיות תחת הפרויקט Acromalens (ENE2013-45229-P), קיבלה מימון המחקר של האיחוד האירופי אופק 2020 ותוכנית חדשנות בתוך פרוייקט CPV להתאים תחת גרנט הסכם לא 640873.

<ol>
	<li>Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W., Dunlop, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+cell+efficiency+tables+(version+49).">Solar cell efficiency tables (version 49).</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 25, 3-13 (2016).</li><li>Lorenzo, E., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sun II. , 536-539 (1979).</li><li>Victoria, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> New Concepts and Techniques for the Development of High-Efficiency Concentrating Photovoltaic Modules. , (2014).</li><li>Vallerotto, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+modeling+of+a+cost-effective+achromatic+Fresnel+lens+for+concentrating+photovoltaics.">Design and modeling of a cost-effective achromatic Fresnel lens for concentrating photovoltaics.</a> Opt. Express. 24, A1245 (2016).</li><li>Victoria, M., Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+different+secondary+optical+elements+for+aspheric+primary+lenses.">Comparative analysis of different secondary optical elements for aspheric primary lenses.</a> Optics Express. 17, 6487-6492 (2009).</li><li>Languy, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flat+Fresnel+doublets+made+of+PMMA+and+PC:+combining+low+cost+production+and+very+high+concentration+ratio+for+CPV.">Flat Fresnel doublets made of PMMA and PC: combining low cost production and very high concentration ratio for CPV.</a> Opt. Express. 19, A280 (2011).</li><li>Hecht, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optics, Third Edition. , (1998).</li><li>Vallerotto, G., Askins, S., Victoria, M., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+achromatic+Fresnel+lens+for+high+concentrating+photovoltaic+systems.">A novel achromatic Fresnel lens for high concentrating photovoltaic systems.</a> AIP Conf. Proc. , 050007 (2016).</li><li>Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+simulator+for+concentrator+photovoltaic+systems.">Solar simulator for concentrator photovoltaic systems.</a> Opt. Express. 16, 14894 (2008).</li><li>Victoria, M., Askins, S., Herrero, R., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+optical+efficiency+of+a+primary+lens+to+be+used+in+a+CPV+system.">Assessment of the optical efficiency of a primary lens to be used in a CPV system.</a> Solar Energy. 134, 406-415 (2016).</li><li>Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G., Askins, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current-matching+estimation+for+multijunction+cells+within+a+CPV+module+by+means+of+component+cells:+Current-matching+estimation+for+MJ+cells+within+a+concentrator.">Current-matching estimation for multijunction cells within a CPV module by means of component cells: Current-matching estimation for MJ cells within a concentrator.</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 21, 1478 (2013).</li><li>Askins, S., Victoria, M., Herrero, R., Dom&#237;nguez, C., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Temperature+on+Hybrid+Lens+Performance.">Effects of Temperature on Hybrid Lens Performance.</a> AIP Conf. Proc. , 57-60 (2011).</li><li>Vallerotto, G., Askins, S., Victoria, M., Ant&#243;n, I., Sala, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Characterization+of+Achromatic+Doublet+on+Glass+(ADG)+Fresnel+Lenses.">Experimental Characterization of Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lenses.</a> AIP Conf. Proc. , (2017).</li></ol>

אין לנו לחשוף.

השיטה המוצעת עבור אפיון עדשות פרנל ADG מכיל שני תהליכים שונים: הראשון משתמש תאים סולריים כמו חיישני אור, בעוד השנייה מבוססת על מצלמת CCD.
החלת את תא פוטו-וולטאי מבוסס הליך, photocurrent שנוצר על ידי תא סולארי MJ יש כבר נמדד באמצעות עדשות פרנל שונות כמו ריכוז. כמפורט בפרוטוקול, סימולטור שמש CPV עושה שימוש מנורה פלאש קסנון פליטת אור המשתקף על מראה פרבולית. מראה כזה מפיק אלומת אור מקבילות על המטוס מדידה (חופפת הצמצם של העדשה). עקב המראה ייצור טולרנסים חספוס פני השטח, אור מקבילות אינה אחידה על המטוס מדידה. שאינו-אחידות irradiance שנוצרו על-ידי סימולטור שמש הוא המקור העיקרי של שגיאה שלנו מדידות ניסיוני10. מאז עדשות גדולות לשלב את irradiance על המטוס מדידה על פני שטח גדול, השגיאה בשל אחידות שאינה תלויה בגודל של העדשה. סימולטור שמש למערכות CPV בשימוש במכון אנרגיה סולארית משיגה על אחידות יותר ± 5% 3 x 3 ס"מ אופטיקה9. עדשת פרנל ADG נבדק כאן, אשר הצמצם אופטי הוא 40 x 40 מ מ, ההשפעה של אי-אחידות מעל המידה יכול להיות קריטי. על מנת לצמצם אי ודאות זו, עדשה הפניה הוא נמדד מחדש לפני ביצוע ניסוי כלשהו. יתר על כן, כאשר ביצוע מדידות אלה, הוא בעל חשיבות עליונה כדי להיות זהירים במיוחד במהלך היישור של התא לבין העדשה. למעשה, תא השמש יש למקם בדיוק ממורכז עם נקודת האור שהטילה את העדשה כדי למנוע אי-התאמות, כי אם רע הראשונית מיצוב, ההפחתה photocurrent בגלל defocusing היא שונה. שגיאה נוספת שעלולה להתרחש היא נגרמת על ידי גורמים הצללה שונות של הרשת metallization הקדמי (תא השמש MJ להשתמש בחיישן מכויל שימוש בקרינה אחיד אבל העדשות יצוק פרופיל בצורה גאוסיאנית עליו במהלך המדידות). כדי להבטיח כי metallization אינו משפיע תוצאות ניסויית, זה שימושי לשאת את מספר מדידות ועקרו מבתיהם העדשה, מכך, נקודת האור על המטוס מקלט. אם photocurrent נמדד משתנה באופן משמעותי כאשר מעט הזזת נקודת האור, פירוש כי הרשת metallization זה משפיע על המידות.
ישנן שיטות אחרות מתאימים למדוד את היעילות האופטי של העדשה הראשית, למשל, באמצעות חיישנים תרמיים irradiance כגון טרמופילים10. החיסרון העיקרי של גישה זו היא התגובה של חיישן תרמי הוא איטי מדי עבור כל מקור אור פלאש. לכן, זה ניתן להחיל רק למידות חיצונית (אשר רגישים מאוד להתפלגות ספקטרלי irradiance ותנאי מזג אוויר אחרים). עם השיטה המוצעת, מגבלה זו הוא נמנע.
בנוסף, באמצעות תא השמש מבוסס הליך, זה גם יהיה ניתן לקבל את הגודל של השחקנים ספוט אור על ידי העדשה. כדי לעשות זאת, photocurrents שנוצר על ידי מספר תאים סולריים MJ מאותו סוג, שונים אך דומים בגדלים צריך למדוד. עבור התאים שגודלם הוא קטן יותר מאשר הגבס ספוט אור על ידי העדשה, photocurrent נמדד פוחתת ככל ירידות תא השטח בשל האור נשפך מתוך התא. לעומת זאת, photocurrent נשארת קבועה עבור תאים סולריים MJ שגודלם הוא גדול יותר מאשר נקודת האור, שכן משנה פני השטח של התא, כל האור מועברת על ידי העדשה מגיעה תא השמש. לפיכך, גודל נקודת האור שווה לגודל של התא הקטן משיגה היעילות המרבית. שיטה זו, ככל שהמספר גבוה יותר של תאים סולריים להשתמש, גבוה יותר את הרזולוציה.
מאז ערכה של תאים סולריים מתאימים לבצע את המדידות המתוארת אינה זמינה תמיד, ההליך מצלמת CCD הוצע כדי למדוד את גודל נקודה אור. בזכות חיישן CCD, באמצעות צילומים של נקודת האור שצולמו באמצעות המצלמה, טווח דינמי רחב אפשרי השוואה בין ערכי שיא והעמק. על מנת לחשב את הערך המוחלט של אחידות irradiance, כיול של וכל המערך, כולל את המסננים ואת מצלמת CCD, היה הכרחי. עם זאת, מן התצלומים, זה אפשרי להפריד את שטח מהאזור החשוך מעל תמונה, לפיכך, לאמוד את גודל נקודה אור. החסרונות העיקריים של שיטה זו הן ההתאמה ספקטרלי בין חיישן CCD של תא סולארי MJ והרעש המיוצר על ידי מקורות אור שונים מן הקורה מקבילות שנוצר על ידי סימולטור שמש. לגבי הבעיה הראשונה, על-ידי הוספת מראה חם או קר עם המצלמה CCD, זה ניתן לקבל מענה ספקטראלית דומה מאוד לזה של החלק העליון והחלק האמצעי תאים משנה (ראו איור 6). בנוסף, על מנת להגביל את רעשי הרקע, יש צורך לחלוטין להכהות את התא של סימולטור CPV. מאז זה כמעט בלתי אפשרי להימנע לחלוטין מקורות אור חיצוני, עיבוד תמונה מאוד חשוב, צריך להיות מתוכנת טוב. השלב הקריטי ביותר הוא חיסול של רעש רקע. סינון רעש יכול להיות חלקית אוטומטי, אבל, בשל התלות חזק עם גורמים חיצוניים, כי הם בקושי צפוי, כל תמונה מעובד עובר בדיקה ויזואלית.
ההליך CCD ניתן להשיג את האבולוציה של גודל נקודה אור כפונקציה של הטמפרטורה העדשה על-ידי הוספת המערכת תא תרמי היכן ממוקמים עדשות. במקרה זה, מלבד מקורות השגיאה שתואר קודם לכן, נובע חוסר ודאות המדידות טמפרטורה העדשה. צמד תרמי שליטה (אחד מחובר ישירות למחשב) אינו מייצג את הטמפרטורה עדשה אמיתי כי החיישן ממוקם בנקודה של תא תרמי קרוב אבל לא מחובר ישירות העדשות כדי למדוד. לכן, הטמפרטורה נמדדת באמצעות כזה צמד תרמי היא הטמפרטורה הממוצעת היא הסביבה שמקיפה את העדשות, ואינו מתאים בהכרח לטמפרטורה עדשה אמיתי. זו הסיבה להתחברות לכל עדשה צמד תרמי עצמאי מומלץ. ובכל זאת, יש כנראה הדרגתי בטמפרטורה בין נקודות שונות של העדשה. על מנת לכמת אי ודאות זו, ברגע תא תרמי משיגה לטמפרטורה הרצויה, לפני ביצוע לכל מידה, עדיף לחכות 15-20 דקות לשחרר את טמפרטורת המערכת להפוך כמו אחיד ככל האפשר.

רכז פוטו (CPV) היא טכנולוגיה מבטיח כדי להפחית את העלות של חשמל סולארית מבוסס כי טכנולוגיה זו ניתן לנצל מצטבר השיפור המהיר ב היעילות של ריבוי מתקדם תאים סולריים צומת (MJ). התקנים אלה מורכבים של מספר תאים המשנה (בדרך כלל שלושה בשם העליון, האמצעי והתחתון) שכל אחד מהם מורכב של מוליך למחצה שונים במתחם. כל תא משנה יש של bandgap שונים וכתוצאה מכך לתגובה ספקטרלי שונים, דבר המאפשר אחד להמיר חלק ברורים ספקטרום השמש לחשמל. בדרך זו, תאים סולריים MJ מסוגלים לנצל מגוון רחב של הספקטרום סולארית (בדרך כלל 300-1800 ננומטר) להשגת יעילות ערכים גבוהים מ 46% תחת אור מרוכז1. כדי לפצות על העלות הגבוהה של מכשירים כאלה פוטו, משמשות מערכות אופטיות להתרכז irradiance עליהם, אשר מפחית את עלות המערכת הסופית. כיום, רוב המערכות (HCPV) זמינים מסחרית ריכוז גבוה פוטו מבוססים על סיליקון בזכוכית (SoG) היברידית עדשות פרנל2. בכל המערכות אופטי השבירה, אברציה כרומטית הוא הגורם הכי קשות להקטין את ביצועי עדשה מבחינת מרבית הריכוז השגה3 (קרי, אור ספוט האזור המזערי). עשיית שימוש עדשה אכרומטית, כלומר, עדשה עם אברציה כרומטית מאוד מופחתת, שזה אפשרי להגדיל משמעותית את ריכוז השגה מקסימלית ללא צורך רכיבים אופטיים נוספים (המכונה משני רכיבים אופטיים 4 , 5).
העיצוב של עדשות אכרומטית (הקרויה גם doublets אכרומטי כי הם מיוצרים צימוד שני החומרים עם מאפיינים שונים פיזור) ידוע מאז המאה ה-18. כפיל אכרומטי קונבנציונאלי מורכב שתי כוסות שונות: הראשון נקרא הכתר, יש פיזור נמוך, בעוד השני נקרא את אבן החלמיש ויש פיזור גבוה. עם זאת, העלות הכוללת של סוגים אלה של משקפיים ועיבוד שלהם גורם להם שאיננו עבור מערכות HCPV. Languy, המחברים הציע של כפיל אכרומטי עבור CPV המורכב פלסטיק שני: poly(methyl methacrylate) (PMMA) ופוליקרבונט (PC)6. במאמר שלהם, ניתוח השוואתי של תצורות שונות, יתרונם הוא הציג אבל בלי לקחת בחשבון את יכולת הייצור שלהם ואת המדרגיות-ייצור גבוה.
עדשת פרנל ADG המוצע כאן עוצב בצורה כזאת, כי אור קצר גל מסוים ("כחול" אור), ארוך גל מסוים ("אדום" אור) יש בדיוק את אותו מרחק מיקוד. הפרטים של שיטת עיצוב עבור doublets אכרומטי סטנדרטי ניתן למצוא במקום7. מספר סימולציות ריי-עקיבה בוצעו להדגים את השיפורים שהושג באמצעות עדשת פרנל ADG במקום עדשת פרנל SoG קונבנציונלי. דו ח מפורט על תוצאות שהושג הוצג ב4. התוצאה החשובה ביותר היא כי בעת החלפת עדשה SoG פרנל קונבנציונאלי עם עדשת פרנל ADG, ריכוז השגה מגביר כשלוש פעמים תוך שמירה על היעילות באותו האופטי. יתר על כן, מאז תהליך הייצור8 ראה כדי להשיג את ADG דומה מאוד לזו מועסק כדי לפברק SoG עדשות, הגדלת ריכוז ניתן להשיג מבלי להגדיל באופן משמעותי את העלות.
כאן אנו מציגים פרוטוקול לבצע אפיון מקיף של ריכוז הכוללת עדשה העיקרי השבירה, אנו מיישמים פרוטוקול זה עדשת פרנל SoG קונבנציונאלי (משמש תקן ביצוע) והן מספר ADG פרנל עדשה אבות-טיפוס. כדי לעשות זאת, סימולטור סולארית עבור CPV כבר בשימוש. תיאור מפורט של הסימולטור, כל הרכיבים, כמו גם עקרונות התפעול שלה, הוצגו במקומות אחרים9.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>HELIOS 3030 SOLAR SIMULATOR</td>
			<td>SAV</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HELIOS 3030 SOFTWARE</td>
			<td>SAV</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HELIOS 3198 CPV SOLAR SIMULATOR</td>
			<td>SAV</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HELIOS 3198 SOFTWARE</td>
			<td>SAV</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td>
			<td>Zaber tech.</td>
			<td>T-LSR75A</td>
			<td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td>
			<td>Zaber tech.</td>
			<td>T-LSM200A</td>
			<td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-AXES AUTOMATED POSITIONING PLATFORM</td>
			<td>Zaber tech.</td>
			<td>T-LSM200A</td>
			<td>Catalog number corresponds to the device controlling lens movements with high precision in one axis of the xyz control.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zaber Console 1.4.7.</td>
			<td>Zaber tech.</td>
			<td></td>
			<td>Software provided by Zaber tech. able to control the automatic postionig platfomr from the computer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic filters</td>
			<td>Edmund optics</td>
			<td></td>
			<td>hot and cold mirrors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral filters</td>
			<td>Edmund optics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone on Glass Fresnel lens</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Manufactured by Fraunhofer ISE.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Achromatic Doublet on Glass Fresnel lens</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Manufactured at the Solar Energy Institute</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi Junction solar cells</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charged Coupled Device camera</td>
			<td>Qimaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qcapture, CCD camera controlling software</td>
			<td>Qimaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Chamber</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Designed and manufactured at the IES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC-720, thermal chamber controlling software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

indoor experimental assessment of the efficiency and irradiance spot of the achromatic doublet on glass (adg) fresnel lens for concentrating photovoltaics

אנו מציגים שיטה לאפיון אכרומטי עדשות פרנל ליישומים פוטו. כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) פרנל עדשה מורכבת של שני החומרים, פלסטיק אלסטומר, שמאפייניה פיזור (וריאציות שבירה עם אורך גל) הם שונים. תחילה תוכנן הגיאומטריה העדשה ואנו ואז נהגו ריי-עקיבה סימולציה, בהתבסס על שיטת מונטה קרלו, לנתח את הביצועים שלו מנקודת המבט של יעילות אופטי וגם את הריכוז המרבי השגה. לאחר מכן, טיפוס עדשת פרנל ADG יוצרו באמצעות שיטה פשוטה ואמינה. זה מורכב של זריקה מוקדמת של חלקי פלסטיק, למינציה רצופים, יחד עם elastomer את מצע זכוכית כדי לפברק את פרקט של עדשות פרנל ADG. הדיוק של הפרופיל עדשה שיוצרה נבדק באמצעות מיקרוסקופ אופטי בעוד ביצועיו אופטי מוערך באמצעות סימולטור סולארית עבור מערכות פוטו-וולטאיות רכז. הסימולטור מורכב מנורת מבזק קסנון האור הנפלט אשר משתקף על ידי מראה פרבולית. אור מקבילות יש התפלגות ספקטראלית, הצמצם זוויתי הדומה האמיתי השמש. אנו מסוגלים להעריך את ביצועי האופטי של עדשות פרנל ADG על ידי לקיחת תמונות של אחידות irradiance ספוט שהטילה את העדשה בעזרת מצלמה תשלום מצמידים מכשיר (CCD) ומדידת את photocurrent שנוצר על ידי מספר סוגים של ריבוי צומת (MJ) שמש תאים, אשר היה בעבר אפיינו-סימולטור סולארית עבור concentrator השמש תאים. מדידות אלה הראו התנהגות אכרומטי של עדשות פרנל ADG וכן, תוצאה, והתאמתו של דגמי וייצור שיטות.

להלן התוצאות החשובות ביותר המתקבל שתואר קודם לכן בדיקות ניסיוניות: -אכרומטי התנהגות של עדשת פרנל ADG הוכח באמצעות מדידות מצלמת CCD (איור 7). -יעילות אופטי (פרופורציונלי הנוכחי נמדדת התא MJ להשתמש בחיישן אור) של פרנל ADG עדשת מראה עמידות גדולה כאשר התא יועבר מן המרחק האופטימלי מוקד ולאורך הציר מרחק מוקד (איור 8). -הגודל של השחקנים ספוט שהעדשה ADG מראה עמידות גדולות לטמפרטורות שונות (איור 9).
האבולוציה של הקוטר ספוט כפונקציה של המרחק העדשה-כדי-מקלט מוצג איור 7 הן עדשות, עדשות פרנל SoG קונבנציונלי והן את עדשת פרנל ADG. החלק העליון והחלק האמצעי תאים המשנה יש נותחו בנפרד על-ידי שני מסננים ודיקרואיק זוהר, אחד חם ראי אור סינון עם אורך גל גבוה יותר 700 nm, ומראה אחד קר סינון אור באורך גל של מי היא קצרה יותר 700 nm. איור 7 א, אותו ניתן לראות קיצון של שתי עקומות הם נעקרו. זאת בשל סטייה כרומטית: מאז השבירה עבור אורכי גל קצרים הוא גבוה יותר, מוקד אור כחול קרובה על העדשה. לאחר מכן, המקום המינימלי עבור אור כחול הוא שנעקרו שמאלה (לכיוון העדשה), המקום המינימלי עבור אור אדום הוא שנעקרו ימינה (לעבר האינסוף). לעומת זאת, איור 7 ב, זה יכול להיות שנצפו, עבור עדשת פרנל ADG, המיקום של המקום המינימלי עבור אור כחול תואמת בדיוק המקום המינימלי עבור אור אדום, המוכיחה שהעדשה תערוכות אכרומטי התנהגות.
התפתחות photocurrent מנורמל שנוצר על ידי תא סולארי MJ מואר על ידי עדשה להתרכז כמוצג באיור8 פונקציה של המרחק היחסי תא-עדשה. ההיבט הרחב של העקומה עבור עדשת פרנל ADG משמעה, בזכות העיצוב אכרומטי, זה סבל גבוה כדי תזוזה של העדשה ממיקומו אופטימלית לאורך ציר אופטי מאשר עדשות פרנל SoG קונבנציונלי. כתוצאה מכך, עדשות ADG סובלניות יותר בהרכבת שגיאות או שום תופעה, שמשנה את מרחק מיקוד, למשל, וריאציה טמפרטורה.
לבסוף, וריאציה של האור יצוקה ספוט שהעדשה כפונקציה של הטמפרטורה עדשה מוצג באיור9. החלק העליון והחלק האמצעי תאים המשנה יש נותחו בנפרד על-ידי מסנני ודיקרואיק זוהר (חמים וקרים מראות). עדשות הושמו בתוך תא תרמי עם זכוכית מכסה שקוף כדי לשלוט הטמפרטורה שלהם12. הגרפים באיור 9 להראות איך וריאציית טמפרטורה יש השפעה נמוכה על העדשה ADG פרנל מאשר על ההפניה SoG פרנל עדשה. למעשה, עבור הלה, לתוספת בטמפרטורה של 20 º C, הרחבת גודל נקודה אור הוא משמעותי: הקוטר הוא כ-30% גדול יותר עבור תת התא העליון, עד 60% גדול יותר עבור התא משנה האמצעי. להפך, העדשה ADG, אפילו במקרה הגרוע ביותר העלייה היא מתחת ל 20%. כלומר even in לתנאי הפעלה חיצונית עם טיול תרמית חזקה, באמצעות העדשה ADG עושה את ביצועי המערכת יציבה יותר.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig7.jpg"> 
איור 7. נמדד קוטר הנקודה כפונקציה של המרחק העדשה-כדי-מקלט. קוטר הנקודה מוגדר הזה כולל 95% מהאנרגיה. קווים מקווקווים אדומים מייצגים קטרים ספוט עבור אורכי הגל (אלה בדרך כלל המרה על ידי בתא משנה האמצעי MJ תאים סולריים, כלומר., 650-900 ננומטר) קווים רציף כחולים מייצגים קטרים ספוט עבור באורכי גל קצרים יותר (אלה בדרך כלל מכסה את subcell העליון, קרי, 350-650 ננומטר). () SOG פרנל עדשה, (b) ADG פרנל עדשה. איור זה השתנה מ-8. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig8v2.jpg"> 
איור 8. Photocurrent מנורמל שנוצר על ידי תא סולארי MJ בקוטר 3 מ מ הוא כפונקציה של המרחק היחסי תא-כדי-עדשה. כל עקומה כבר מחולק על-ידי הערך המרבי שלו. אפס ה-x עבור שלוש עדשות מייצג את מרחק מיקוד אופטימלי (איפה ממזער המקום). רקע עקומות מייצגים את photocurrents מנורמל שנוצר על ידי החלק העליון (סמני מעגלית) ו המזרח התיכון תאים המשנה (סמנים משולש). ADG_v2 הוא עיצוב עדשות פרנל ADG משופר. יש כבר העיר הנוכחי המנורמל מיוצר על ידי תא השמש MJ (הערך המינימלי בין החלק העליון והחלק האמצעי photocurrents) מובהר. איור זה השתנה מ 13. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56269/56269fig9.jpg"> 
איור 9. בגודל נקודה היחסית כפונקציה של הטמפרטורה העדשה. (א) תוצאות הקשורות התא העליון משנה (מדידה מתבצעות בעזרת מסנן ודיקרואיק זוהר מראה חם). (B) תוצאות הקשורות התא משנה האמצעי (מדידה מתבצעות בעזרת מסנן מראה קר ודיקרואיק זוהר). הגודל היחסי ספוט, מתקבל חלוקת גודל נקודה על-ידי הערך המינימלי שנמדד עבור כל עדשה. איור זה השתנה מ13. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56269/56269fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics at Jo

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) פרנל עדשה עושה שימוש בחומרים שני עם פיזור שונות כדי להפחית אברציה כרומטית להגביר את ריכוז השגה. בנייר זה, מוצג עבור אפיון מלא עדשת פרנל ADG פרוטוקול.

הערכת ניסיוני מקורה של יעילות, Irradiance שתאכלו כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) עדשת פרנל ריכוז Photovoltaics

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

מדידה ניסיונית של מהירות יישוב של חלקיקים כדוריים בנוזלים ויסקואלסטיים לא מכופתרים ומרותקים על בסיס חומרים פעילי שטח

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

יציקת פרוטוקולים לייצור תא הפתוח קצף אלומיניום על ידי טכניקת השכפול והשפעת על נקבוביות

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

פיתוח של התקנה ניסיונית עבור המדידה של מקדם התקומה בתנאי אבק

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Production of Synthetic Nuclear Melt Glass

ייצור סינטטי גרעינית ממיסים זכוכית

Realistic surrogate nuclear debris is needed within the nuclear forensics community to test and validate post-detonation analysis techniques. Here we ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

יישום ניסיוני של שיטת ייצור ללא הפרדות צבע חדשה: חשיפת סיבי חשופות על פני השטח Composite בשיטת שכבה רכה

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

התהליך הניסיוני במחקרי מעבדה של בחיי עיר בוער: דליקות והיעילות צריבה של נפט גולמי

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

Methods of Ex Situ and In Situ Investigations of Structural Transformations: The Case of Crystallization of Metallic Glasses

שיטות של באתרו לשעבר בחיי עיר חקירות של המרות מבניים: המקרה של התגבשות של משקפיים מתכתי

We demonstrate the use of two nuclear-based analytical methods that can follow the modifications of microstructural arrangement of iron-based metallic ...

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

יצירת מפרקים הברכיים באמצעות חיכוך מערבבים ריתוך ספוט על DP780 פלדה

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...