Solarna 3-D

Większość paneli słonecznych jest instalowana poziomo na dachach lub innych powierzchniach. Niektóre są przymocowane do zmotoryzowanych struktur, które utrzymują komórki skierowane w stronę słońca, gdy przecina niebo. Ale teraz naukowcy z MIT odkryli, że ustawienie w pionie — instalowanie ogniw słonecznych na trójwymiarowych kostkach lub wieżach — może znacznie poprawić moc wyjściową panelu słonecznego.

Łapacz promieni: Jedna z kilku trójwymiarowych konstrukcji fotowoltaicznych testowanych na dachu MIT.

Testowane przez nich konstrukcje wykazują moc wyjściową od dwukrotności do ponad 20 razy większą niż w przypadku stałych płaskich paneli o tej samej powierzchni podstawy. Co więcej, największy wzrost mocy zaobserwowano w sytuacjach, w których ulepszenia są najbardziej potrzebne: w miejscach oddalonych od równika, w miesiącach zimowych i w bardziej pochmurne dni. Nowe odkrycia, oparte zarówno na modelowaniu komputerowym, jak i testach zewnętrznych rzeczywistych modułów, zostały opublikowane w: Energetyka i Nauka o Środowisku .

Myślę, że ta koncepcja może stać się ważną częścią przyszłości fotowoltaiki, mówi starszy autor artykułu, Jeffrey Grossman, profesor nadzwyczajny inżynierii materiałowej i inżynierii.

Zespół MIT początkowo użył algorytmu komputerowego do zbadania możliwych konfiguracji. Następnie, aby potwierdzić przewidywania swojego modelu, zbudowali trzy układy ogniw słonecznych — prosty sześcian, podwójny sześcian i złożony kształt przypominający harmonijkę, które można było wysłać na płasko i rozłożyć do instalacji — i przetestowali je na dachu budynku 13 MIT pod kątem kilka tygodni.

Kiedy rozpoczęli testy, naukowcy byli zmartwieni, gdy minęły prawie dwa tygodnie bez jasnego, słonecznego dnia. Ale potem, patrząc na dane, zdali sobie sprawę, że nauczyli się czegoś z pochmurnej pogody: w takich warunkach moduły działały znacznie lepiej niż konwencjonalne płaskie panele.

Pochmurno czy nie, moduły pionowe przewyższają stałe płaskie panele, głównie dlatego, że pionowe powierzchnie struktur trójwymiarowych mogą gromadzić znacznie więcej światła słonecznego rano, wieczorem i zimą, kiedy słońce jest bliżej horyzontu.

Moduły 3D kosztują więcej niż zwykłe panele płaskie, ponieważ wykorzystują więcej ogniw fotowoltaicznych dla danej powierzchni. Ale wyższy koszt jest częściowo równoważony znacznie wyższą i bardziej równomierną produkcją energii.

ukryć