Teselirani fotonaponski niz za praćenje sunca za upotrebu u prostorima ograničenim prostorom

Naučnici u Južnoj Koreji su proizveli 3D fotonaponski sistem koji se može transformisati u obliku, baziran na jedinicama solarnih ćelija sa teselom, za koji se tvrdi da je idealno rešenje za urbana i ruralna okruženja sa ograničenim područjima za postavljanje fotonaponskih uređaja.

Predloženi sistem se zasniva na komponentama legure sa memorijom oblika koje deluju kao aktuatori, na osnovu temperature solarne ćelije, da automatski prilagođavaju oblik niza kao odgovor na sunce'položaj, bez potrebe za mašinama."Površina poprečnog presjeka okomita na upadnu svjetlost povećava se kako aktuator izravnava panele, olakšavajući automatizirani efekat solarnog praćenja," objasnili su istraživači."Osim toga, ovaj koncept solarnog praćenja može se primijeniti na module s pločicama, koji imaju prednost što koriste široko dostupne komercijalne solarne ćelije kristalnog silicija (Si)."

Prema istraživačkom timu, fotonaponski sistem je u stanju da poveća prinos električne energije za 60 procenata tokom jednog dana u poređenju sa fiksnim ravnim panelom zbog kraće dužine senke i bifacijalnog efekta dobijenog tokom transformacije oblika."Direktna svjetlost se efikasno prikuplja na nekim površinama, a raspršena i reflektovana svjetlost se skuplja na drugim površinama, efekat koji se ne može postići u solarnim modulima koji koriste konvencionalne sisteme za praćenje," naglasili su.

Solarne ćelije su izrezane u niz oblika kao što su pravokutnici, jednakostranični trouglovi i pravokutni trouglovi, pri čemu je silikonska guma ili metalna mreža korištena kao okosnica za stvaranje 2D oblika luka. Ćelije su postavljane na traku okosnice u pravilnim intervalima i spajane metalnom žicom ili tekstilnim elektrodama i lemljenjem. Trake od legure sa memorijom oblika napravljene su od legure nikl-titanijum sa memorijom oblika i nanesene na površinu svakog panela solarne ćelije. Teselirane solarne ćelije su zatim inkapsulirane u silikonski materijal korištenjem metode kućišta.

Istraživači su istakli da, u modulima s teselima, transformaciju niza solarnih ćelija pokreću komponente legure sa memorijom oblika između teselacionih jedinica i u prostorima za povezivanje."Stoga je temperatura komponenti legure sa pamćenjem oblika između površina solarnih ćelija važnija od temperature samih površina," takođe su rekli."Temperature komponenti legure sa memorijom oblika koje se nalaze između jedinica solarne ćelije na udaljenosti od 3 mm od površine ćelije i kičme veze prate sličan trend kao i temperatura površine solarne ćelije, ali sa vrijednostima koje su 2–6 stepenC niže."

Uređaj je testiran pod standardnim uslovima osvjetljenja i njegove performanse su upoređene sa performansama konvencionalnih fiksnih ravnih panela. Efikasnost sistema je procenjena na osnovu maksimalne izlazne snage iz niza po jedinici instalirane površine.

Utvrđeno je da izlazna snaga teseliranih nizova solarnih ćelija opada sa povećanjem upadnog ugla (AOI) ili opada kada se prati kosinus AOI."Međutim, AOI je malo utjecao na superiorne performanse solarnog praćenja 3D polja solarnih ćelija koje se mogu transformirati u oblik," Korejska grupa je precizirala, napominjući da je efikasnost zasnovana na instaliranoj površini povećana solarnim praćenjem koji se može transformisati u svim slučajevima."Efikasnost transformisanih oblika teseliranih nizova solarnih ćelija u odnosu na oblast instalacije može da obezbedi superiorne performanse u svim smerovima u poređenju sa ravnim fiksnim solarnim panelima."

Solarne ćelije u obliku trougla pod uskim uglom pokazale su najbolje performanse u kratkom luku i nudile superiorne performanse pod svesmjernim upadnim svjetlom."Dio niza koji je samozasjenjen tokom transformacije oblika djeluje kao naličje bifacijalnog fotonaponskog modula, obezbjeđujući teselirane nizove solarnih ćelija koje se mogu transformirati u obliku s prednostima i sistema za praćenje sunca i bifacijalnog fotonaponskog modula," zaključili su naučnici."Ova studija uvodi koncept fotonaponskog modula koji se može transformisati u obliku; Ostalo je još mnogo područja istraživanja, uključujući efikasno upravljanje napajanjem svake ćelije i 3D dizajne pogodne za specifične aplikacije."

U radu je predstavljena ćelijska tehnologija"Automatizirane kristalne Si solarne ćelije koje se mogu transformirati u obliku samo-solarnog praćenja, koristeći in-situ aktiviranje legure sa memorijom oblika," objavljeno u naučnim izveštajima. Istraživačku grupu formiraju naučnici sa Korejskog instituta za istraživanje elektrotehnologije i Univerziteta nauke i tehnologije.