Mảng quang điện phủ màng theo dõi mặt trời để sử dụng trong các khu vực hạn chế về không gian

Các nhà khoa học ở Hàn Quốc đã chế tạo một hệ thống PV 3D có thể biến đổi hình dạng dựa trên các đơn vị pin mặt trời bọc thép được cho là giải pháp lý tưởng cho cả môi trường thành thị và nông thôn với những khu vực hạn chế để triển khai quang điện.

Hệ thống được đề xuất dựa trên các thành phần hợp kim-bộ nhớ hình dạng hoạt động như bộ truyền động, dựa trên nhiệt độ của pin mặt trời, để tự động điều chỉnh hình dạng của mảng theo phản ứng với ánh nắng mặt trời'vị trí s, không cần máy móc."Diện tích mặt cắt vuông góc với ánh sáng tới tăng lên khi thiết bị truyền động làm phẳng các tấm, tạo điều kiện cho hiệu ứng theo dõi năng lượng mặt trời tự động," các nhà nghiên cứu giải thích."Ngoài ra, khái niệm theo dõi năng lượng mặt trời này có thể được áp dụng cho các mô-đun tessellated, có lợi thế là chúng sử dụng các tế bào năng lượng mặt trời silicon (Si) tinh thể thương mại rộng rãi."

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống PV có thể tăng năng suất điện lên 60% trong một ngày so với bảng điều khiển phẳng cố định do chiều dài bóng ngắn hơn và hiệu ứng hai mặt thu được trong quá trình biến đổi hình dạng."Ánh sáng trực tiếp được thu thập hiệu quả trên một số bề mặt và ánh sáng phân tán và phản xạ được tập trung trên các bề mặt khác, một hiệu ứng không thể có được trong các mô-đun năng lượng mặt trời sử dụng hệ thống theo dõi thông thường," họ nhấn mạnh.

Các pin mặt trời được cắt thành nhiều hình dạng như hình chữ nhật, tam giác đều và tam giác vuông, với cao su silicone hoặc lưới kim loại được sử dụng làm xương sống để tạo ra hình dạng vòm 2D. Các tế bào được đặt trên dải xương sống với khoảng cách đều đặn và được kết nối bằng dây kim loại hoặc điện cực dệt và hàn. Các dải hợp kim bộ nhớ hình dạng được làm bằng hợp kim bộ nhớ hình dạng niken-titan và được dán lên bề mặt của mỗi tấm pin mặt trời. Sau đó, các tế bào năng lượng mặt trời có vỏ bọc được bọc trong vật liệu silicone bằng phương pháp vỏ bọc.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, trong các mô-đun tessellated, sự biến đổi của mảng pin mặt trời được kích hoạt bởi các thành phần hợp kim bộ nhớ hình dạng giữa các đơn vị tessellation và trong các không gian liên kết."Do đó, nhiệt độ của các thành phần hợp kim bộ nhớ hình dạng giữa các bề mặt pin mặt trời quan trọng hơn nhiệt độ của chính các bề mặt," họ cũng nói."Nhiệt độ của các thành phần hợp kim-bộ nhớ hình dạng nằm giữa các đơn vị pin mặt trời ở khoảng cách 3 mm từ bề mặt tế bào và của đường trục liên kết theo xu hướng tương tự như nhiệt độ của bề mặt pin mặt trời, nhưng với các giá trị là 2–6 bằng cấpC thấp hơn."

Thiết bị đã được thử nghiệm trong điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn và hiệu suất của nó được so sánh với các tấm phẳng cố định thông thường. Hiệu quả của hệ thống được đánh giá dựa trên sản lượng điện tối đa từ mảng trên một đơn vị diện tích được lắp đặt.

Công suất đầu ra của các mảng pin mặt trời có vỏ bọc được phát hiện giảm khi tăng góc tới (AOI) hoặc giảm khi theo cosin của AOI."Tuy nhiên, hiệu suất theo dõi năng lượng mặt trời vượt trội của các mảng pin mặt trời có bọc màng 3D có thể biến đổi hình dạng ít bị ảnh hưởng bởi AOI," Nhóm Hàn Quốc chỉ rõ, lưu ý rằng hiệu quả dựa trên khu vực được lắp đặt đã được nâng lên nhờ theo dõi năng lượng mặt trời có thể biến đổi hình dạng trong mọi trường hợp."Hiệu quả của các mảng pin mặt trời bọc thép có thể biến đổi hình dạng đối với khu vực lắp đặt có thể cung cấp hiệu suất đa hướng vượt trội so với các tấm pin mặt trời cố định phẳng."

Các pin mặt trời hình tam giác có góc cạnh chặt chẽ cho thấy hiệu suất tốt nhất trong vòm ngắn và cung cấp hiệu suất vượt trội dưới ánh sáng tới đa hướng."Phần của mảng tự tô bóng trong quá trình biến đổi hình dạng hoạt động như mặt trái của mô-đun quang điện hai mặt, cung cấp các mảng pin mặt trời có bọc màng có thể biến đổi hình dạng với các ưu điểm của cả hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời và mô-đun PV hai mặt," các nhà khoa học kết luận."Nghiên cứu này giới thiệu khái niệm mô-đun quang điện có thể biến đổi hình dạng; vẫn còn nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác, bao gồm quản lý năng lượng hiệu quả của từng tế bào và thiết kế 3D phù hợp với các ứng dụng cụ thể."

Công nghệ tế bào đã được giới thiệu trong bài báo"Các tế bào năng lượng mặt trời Si tinh thể bọc kín có thể tự theo dõi hình dạng tự động biến đổi hình dạng sử dụng truyền động hợp kim hình dạng-bộ nhớ tại chỗ," công bố trong các báo cáo khoa học. Nhóm nghiên cứu được thành lập bởi các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện tử Hàn Quốc và Trường Đại học Khoa học và Công nghệ.