The optical performance of the two designed micro-CPV systems is assessed by ray tracing simulation. This article presents the details of the optimization of the primary and two imaging secondary optic which are circular and square dome used in the micro CPV system, this system which will be mounted on a real drone. The idea in this paper is to have powered these motors by concentrated solar energy to waste space and high power. The difficulty in making such drones is due to the very high altitudes targeted and the low electric power available to power the motors. Solar powered high altitude long endurance drones can be a solution for many missions. Therefore the power generated is 41.8 kw and according to Table 2 therefore this car can drive with a speed of 120 km/h. By adding the silicon solar cell to multijunction solar cell, the efficiency of the optical system is increased by 20%. For the first simulation results, we found that the Fresnel lens with 28 prisms and a focal length of 14 mm, is the optimal primary optic, and the pyramid is the most suitable element as a secondary optical element placed at focal. The results are compared with the same types of SOs but are designed for car roof applications.
The performance of all concentrator systems is compared in terms of actual concentrations achieved, angles of acceptance and output light power distribution. It concerns a non-imaging optic which is: Pyramid and an imaging optic: square dome. This paper covers a general, parametric and performance analysis of tow optical elements to be used in micro-concentrator photovoltaic (MCPV) systems for car roof application using the same primary optical element which is the Fresnel lens (FL). De plus, la détermination de la chaine de perte montre que les pertes par réflexion et par absorption sont prédominantes, au même titre que les pertes dues à la diffusion des lentilles ainsi que les pertes dues aux non-uniformités d’éclairement sur la cellule. Le CTM est de 70% et l’analyse de la chaine de perte montre que le procédé inventé n’impacte pas ou peu les performances du module.
#Simulateur rendement locatif plus#
En complément du CTM qui quantifie la somme des pertes introduites lors de la mise en module, d’autres mesures sont développées pour comprendre la chaine de perte plus en détails.Le dispositif étudié au cours de cette thèse utilise des cellules triple-jonction de 0,6 x 0,6mm² avec une concentration de 1000X et atteint un rendement de 29%. Les cellules multi-jonctions mises en œuvre étant sensibles aux variations spectrales et spatiales de l’éclairement, la validation préalable de ces mesures est primordiale. Pour cela, le rendement des cellules est mesuré en simulateur solaire avant et après leur mise en module. Contrairement aux procédés habituels, ce procédé de moulage innovant permet d’assembler un module en seulement trois étapes au lieu de cinq.Pour caractériser les micro-concentrateurs réalisés, une méthode de mesure du rapport module à cellule (CTM) est développée. Dans notre cas, l’alignement est réalisé automatiquement par un jeu de repères mécaniques lors du moulage simultané des optiques primaires (POE) et des optiques secondaires (SOE). Les limites des déplacements des éléments du module ainsi déterminées conditionnent la précision de sa fabrication. Ensuite, une simulation par tracé de rayons permet d’optimiser ces lentilles pour l’ensemble du spectre solaire puis d’étudier l’impact de leur désalignement lors de la mise en module. Cette thèse aborde les problématiques de coût et de rendement à travers la conception optique d’un concentrateur à deux étages de lentilles, sa fabrication puis une étude approfondie de ses performances.La méthode de conception, développée à partir de lois d’optique géométrique et non-imageante, définit le profil des lentilles à λ=589nm en premiers lieux. L’étude de chaque élément de la chaine de pertes dans la littérature des micro-concentrateurs a permis de confirmer cette tendance. D’une part, la distance focale plus courte des optiques de concentration permet de réduire le besoin en matériaux pour l’assemblage du module et d’autre part, le rendement des modules est sensiblement meilleurs que ceux des modules CPV de taille normale.
Les modules photovoltaïques à concentration (CPV) ont tendance à se miniaturiser.
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