Ffotofoltäig sy'n Canolbwyntio ar y To yn Ennill Mawr Dros Silicon mewn Profi Awyr Agored

& quot; Roedd celloedd solar yn arfer bod yn ddrud, ond nawr maen nhw' ail yn mynd yn rhad iawn," meddai Chris Giebink, Charles K. Etner Athro Cynorthwyol Peirianneg Drydanol, Penn State." O ganlyniad, nid y gell solar bellach yw cost amlycaf yr egni y mae'n ei gynhyrchu. Mae mwyafrif y gost yn gorwedd fwyfwy ym mhopeth arall - yr gwrthdröydd, llafur gosod, ffioedd caniatáu, ac ati - yr holl bethau yr oeddem yn arfer eu hesgeuluso."

Mae'r dirwedd economaidd gyfnewidiol hon wedi rhoi premiwm ar effeithlonrwydd uchel. Mewn cyferbyniad â phaneli solar silicon, sydd ar hyn o bryd yn dominyddu'r farchnad ar effeithlonrwydd 15 i 20 y cant, mae canolbwyntio ffotofoltäig yn canolbwyntio golau haul ar gelloedd solar llai, ond llawer mwy effeithlon fel y rhai a ddefnyddir ar loerennau, i alluogi effeithlonrwydd cyffredinol o 35 i 40 y cant. Mae'r systemau CPV cyfredol yn fawr - maint hysbysfyrddau - ac mae'n rhaid iddynt gylchdroi i olrhain yr haul yn ystod y dydd. Mae'r systemau hyn yn gweithio'n dda mewn caeau agored gyda digonedd o le a llawer o haul uniongyrchol.

& quot; Yr hyn yr ydym ni' ail yn ceisio ei wneud yw creu system CPV effeithlonrwydd uchel ar ffurf ffurf panel solar silicon traddodiadol," meddai Giebink.

I wneud hyn, mae'r ymchwilwyr yn ymgorffori celloedd solar aml-gyffordd bach, tua hanner sgwâr milimetr, mewn dalen o wydr sy'n llithro rhwng pâr o araeau lenslet plastig. Mae'r trefniant cyfan tua dwy centimetr o drwch a chaiff ei olrhain trwy lithro'r ddalen o gelloedd solar yn ochrol rhwng yr arae lenslet tra bod y panel yn aros yn sefydlog ar y to. Mae olrhain tua diwrnod cyfan' s yn gofyn am oddeutu un centimetr o symud, sy'n ymarferol amgyffredadwy.

& quot; Ein nod yn yr arbrofion diweddar hyn oedd dangos ymarferoldeb technegol system o'r fath," meddai Giebink." Fe wnaethon ni lunio prototeip gydag un microcell a phâr o lensys a oedd yn crynhoi golau haul fwy na 600 gwaith, yn ei gymryd yn yr awyr agored ac wedi iddo olrhain yr haul yn awtomatig dros ddiwrnod cyfan."

Oherwydd bod angen i'r tîm wybod faint yn union o olau haul uniongyrchol a gwasgaredig oedd yn ystod y prawf, fe wnaethant sefydlu yng Nghanolfan Ymchwil Amaethyddol Russell E. Larson yn Penn State lle mae safle monitro Ymbelydredd Arwyneb Gweinyddiaeth Eigionol ac Atmosfferig Genedlaethol. Bu'r myfyrwyr graddedig Jared Price ac Alex Grede yn gweithio gyda'r ymchwilydd ôl-ddoethuriaeth Baomin Wang i brofi'r system dros ddau ddiwrnod heulog o'r wawr hyd y cyfnos ochr yn ochr â chell solar silicon masnachol.

Mae'r ymchwilwyr yn adrodd ynNature Energy, bod y system CPV wedi cyrraedd effeithlonrwydd o 30 y cant, mewn cyferbyniad ag effeithlonrwydd 17 y cant y gell silicon. Gyda'i gilydd dros y diwrnod cyfan, cynhyrchodd y system CPV 54 y cant yn fwy o egni na'r silicon a gallai fod wedi cyrraedd 73 y cant pe bai gwres microcell o'r golau haul dwys yn cael ei osgoi.

Yn ôl Giebink, byddai'r dechnoleg olrhain CPV wreiddio hon yn berffaith ar gyfer lleoedd â llawer o olau haul uniongyrchol, fel de-orllewin yr UD neu Awstralia.

Mae Giebink yn nodi bod heriau mawr yn dal i fodoli wrth greu'r system i ardaloedd mwy a phrofi y gall weithredu'n ddibynadwy dros y tymor hir, ond mae'n parhau i fod yn optimistaidd.

& quot; Gyda'r peirianneg gywir, rydym ni' yn edrych ar newid sylweddol mewn effeithlonrwydd a allai fod yn ddefnyddiol mewn cymwysiadau sy'n amrywio o doeau i gerbydau trydan - unrhyw le mewn gwirionedd' s mae'n bwysig cynhyrchu llawer o bŵer solar o ardal gyfyngedig."