Napkövető testes fotovoltaikus tömb korlátozott űrtartalmú területeken való használatra

A dél-koreai tudósok kialakítottak egy alakváltozható 3D PV-rendszert, amely mozaikszerű napelem-egységeken alapul, amelyről azt állítják, hogy ideális megoldás városi és vidéki környezetben egyaránt, ahol a napelemek bevetésének korlátozott területei vannak.

A javasolt rendszer alak-memória-ötvözet alkatrészeken alapul, amelyek működtetőként működnek a napelem hőmérséklete alapján, és automatikusan beállítják a tömb alakját a nap hatására.'s pozícióban, nincs szükség gépekre."A beeső fényre merőleges keresztmetszeti terület növekszik, ahogy az aktuátor lelapítja a paneleket, megkönnyítve az automatikus napkövető hatást," – magyarázták a kutatók."Ezen túlmenően ez a napenergia-követési koncepció alkalmazható mozaikszerűen kialakított modulokhoz, amelyeknek megvan az az előnyük, hogy a kereskedelemben széles körben elérhető kristályos szilícium (Si) napelemeket használnak."

A kutatócsoport szerint a napelemes rendszer a rövidebb árnyékhossznak és az alakátalakítás során kapott bifaciális hatásnak köszönhetően 60 százalékkal képes növelni a villamosenergia-hozamot egy nap alatt a rögzített lapos panelhez képest."Egyes felületeken hatékonyan gyűlik össze a közvetlen fény, más felületeken pedig szórt és visszavert fény gyűlik össze, ez a hatás nem érhető el a hagyományos nyomkövető rendszereket használó napelem moduloknál." hangsúlyozták.

A napelemeket számos alakra vágták, például téglalapokká, egyenlő oldalú háromszögekké és derékszögű háromszögekké, és szilikongumit vagy fémhálót használtak gerincként a 2D ív alakjának létrehozásához. A cellákat rendszeres időközönként a gerinccsíkra helyezték, és fémhuzal vagy textil elektródák és forrasztás segítségével csatlakoztatták. Az alakmemóriás ötvözet csíkok nikkel-titán alakmemóriás ötvözetből készültek, és minden napelem panel felületére kerültek. A mozaikszerű napelemeket ezután burkolatos módszerrel szilikon anyagba kapszuláztuk.

A kutatók rámutattak, hogy a tesszellált modulokban a napelem tömb átalakulását a tesszellációs egységek és a kapcsolódási terek közötti alak-memória-ötvözet komponensek váltják ki."Ezért a napelem felületek közötti alakmemória-ötvözet komponensek hőmérséklete fontosabb, mint maguknak a felületeknek a hőmérséklete," azt is mondták."A napelem egységek között a cella felületétől 3 mm távolságra elhelyezkedő alakmemória-ötvözet komponensek hőmérséklete és a kapcsolási gerincé a napelem felületének hőmérsékletéhez hasonló trendet követ, de olyan értékekkel, vannak 2–6 fokozatC lejjebb."

A készüléket szabványos megvilágítási körülmények között tesztelték, és teljesítményét a hagyományos rögzített lapos panelekéhez hasonlították. A rendszer hatékonyságát a tömb egységnyi telepített területre eső maximális teljesítménye alapján értékelték.

Megállapították, hogy a tesellált napelem-tömbök kimeneti teljesítménye csökken a beesési szög (AOI) növekedésével, vagy csökken, ha követi az AOI koszinuszát."Az alak-transzformálható 3D mozaikszerű napelem-tömbök kiváló napkövetési teljesítményét azonban az AOI kevéssé befolyásolta," pontosította a koreai csoport, megjegyezve, hogy a telepített terület alapú hatékonyságot minden esetben növelte az alaktranszformálható napkövetés."Az alakra alakítható mozaikszerű napelemsorok hatékonysága a beépítési területhez képest kiváló mindenirányú teljesítményt nyújt a lapos, rögzített napelem panelekhez képest."

A szűk szögű, háromszög alakú napelemek a legjobb teljesítményt a rövid ívben mutatták, és kiváló teljesítményt nyújtottak mindenirányú beeső fényben."A tömbnek az alakátalakítás során önárnyékolt része egy bifaciális fotovoltaikus modul hátoldalaként működik, így alaktranszformálható mozaikszerű napelem-tömböket biztosít, amelyek mind a szolárkövető rendszer, mind a bifaciális PV-modul előnyeit élvezik." a tudósok arra a következtetésre jutottak."Ez a tanulmány bemutatja az alak-transzformálható fotovoltaikus modul koncepcióját; Sok további kutatási terület maradt hátra, beleértve az egyes cellák hatékony energiagazdálkodását és az egyes alkalmazásokhoz megfelelő 3D-s terveket."

A cikkben bemutatták a cellás technológiát"Automatikus alak-transzformálható ön-napkövető mozaikszerű kristályos Si napelemek in situ alakmemória-ötvözet működtetéssel," tudományos jelentésekben jelent meg. A kutatócsoportot a Koreai Elektrotechnológiai Kutatóintézet és a Tudományos és Technológiai Egyetem tudósai alkotják.