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Integrated Concentrating Solar/Photovoltaic Hybrid Concepts—Technological Discussion, Energy Yield, and Cost Considerations

Ruhwedel, Moritz und Gehrke, Kai und Lüpfert, Eckhard und Sutter, Florian und Heller, Peter und Pitz-Paal, Robert (2024) Integrated Concentrating Solar/Photovoltaic Hybrid Concepts—Technological Discussion, Energy Yield, and Cost Considerations. Energy Technology. Wiley. doi: 10.1002/ente.202301181. ISSN 2194-4288.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
364kB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1002/ente.202301181

Kurzfassung

Concentrating solar thermal (CST) technologies are a sustainable way to produce high-temperature heat. Four concepts of integrating photovoltaics (PV) into CST plants, namely Rear-PV, PV-Mirror, bifacial PV-Mirror and Spillage-concentrating PV (CPV), are compared and the technological and economic outcome is discussed. The concepts are presented for the use with solar tower systems, but can also be applied to other configurations. In this work, parameters for each concept to quantify annual energy production and investment costs are derived. It is determined that implementing Rear-PV, PV-Mirror, bifacial PV-Mirror, and Spillage-CPV in a concentrating solar power tower plant leads to an additional energy yield as high as 23%, 29%, 40%, and 36%, respectively, on the same mirror aperture size. For the concepts of the Rear-PV, PV-Mirror, and bifacial PV-Mirror, maximum allowable cost per aperture area can be 3.0, 4.8, and 5.7 times the cost of conventional mirrors, to reach a break-even of the specific investment cost per annually produced energy. Such values are considered to be achievable for PV-Mirror and bifacial PV-Mirror, but not for Rear-PV. For Spillage-CPV, a break-even of investment cost can be achieved if installed in areas with spillage radiation flux exceeding ≈350 kWm-2 at peak.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202808/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Integrated Concentrating Solar/Photovoltaic Hybrid Concepts—Technological Discussion, Energy Yield, and Cost Considerations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ruhwedel, MoritzMoritz.Ruhwedel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-8696-7585153673601
Gehrke, KaiKai.Gehrke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lüpfert, EckhardEckhard.Luepfert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6207-975XNICHT SPEZIFIZIERT
Sutter, FlorianFlorian.Sutter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2981-5807NICHT SPEZIFIZIERT
Heller, PeterPeter.Heller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6399-5346NICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, RobertRobert.Pitz-Paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Februar 2024
Erschienen in:Energy Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/ente.202301181
Verlag:Wiley
ISSN:2194-4288
Status:veröffentlicht
Stichwörter:concentrating solar powers, concentrating solar thermals, hybrids, photovoltaics (PV)
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Institut für Vernetzte Energiesysteme > Stadt- und Gebäudetechnologien
Hinterlegt von: Ruhwedel, Moritz
Hinterlegt am:21 Feb 2024 09:17
Letzte Änderung:16 Jul 2024 11:06

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