Openbaar Eindrapport project “SunCycle”: SunCycle 2nd generation concentrator cell-assembly

In het SunCycle project is een consortium de uitdaging aangegaan om een volgende generatie van een concentrerende PVT module te ontwikkelen en deze module uitgebreid te onderzoeken. Het SunCycle concept is ontwikkeld en gepatenteerd door het bedrijf SunCycle. Met behulp van een lens en een spiegel wordt het directe zonlicht geconcentreerd op een kleine hoog-efficiënte zonnecel. Het systeem is stationair, alleen de prisma en de spiegel draaien onafhankelijk van elkaar. Hierdoor is het systeem goed toepasbaar in een stedelijke omgeving. De cel wordt gekoeld en produceert daardoor ook warmte. Binnen dit project is gewerkt aan een nieuwe generatie module met een hogere efficiëntie. Verschillende werkpakketten hebben daaraan bijgedragen: Fundamenteel onderzoek is door Radboud Universiteit uitgevoerd naar verschillende effecten op de opbrengst van de cel. Onderzocht is hoe het inhomogene licht op de cel, een inhomogene invalshoek en een inhomogeen spectrum de efficiëntie van een hoog-efficiënte cel beïnvloeden. Een uitkomst is dat secondaire optica voor de PV-cel de opbrengst verhogen. De celopbouw met celtoren, cel, secondaire optica, koelblok en elektronica is compleet herontworpen. Deze functioneert hierdoor veel beter en is veel robuuster. Bovendien zijn, naar aanleiding van de operationele resultaten in de veldtest, veel andere componenten en software verbeterd of herontworpen resulterend in een betere functionaliteit. Verschillende prototypes van de SunCycle module zijn langdurig onderzocht in een buitenopstelling op de SolarBEAT veldtest locatie (TU/e campus) in Eindhoven. Daarbij is zowel de elektrische, als de thermische performance gemeten. Een elektrische operationele celefficiëntie tot 16.3 % is gemeten. Er is een techno-financieel model ontwikkeld om key performance parameters zoals de Net Present Value (NPV) en de Levelized Cost of Energy (LCoE) voor warmte en stroom te realiseren voor Nederland en Jordanië. Omdat er in Nederland drie keer zo weinig directe instraling op een statisch vlak is als in Jordanië, is de investering de komende jaren in Nederland niet rendabel. Daarentegen is een investering in Jordanië zeer gunstig, zeker als de verwachte stijgingen van de systeemefficiëntie gerealiseerd kunnen worden. De projectpartners kijken terug op een succesvol project, waarin veel stappen zijn gemaakt naar een volledig functioneel product. Het project heeft geresulteerd in een nieuw ontwerp voor de 2de generatie SunCycle module en veel operationele ervaring. Stationair en onder standaard testcondities is een elektrische celefficiëntie tot 20 % gemeten, in de veldtest is een stabiele cel-efficiëntie van 16.3 % gemeten.