Rețeaua fotovoltaică teselated de urmărire solară pentru utilizare în zone cu spațiu limitat

Oamenii de știință din Coreea de Sud au fabricat un sistem fotovoltaic 3D transformabil în formă, bazat pe unități de celule solare teselate, despre care se spune că este o soluție ideală atât pentru mediile urbane, cât și pentru mediile rurale, cu zone limitate pentru implementarea fotovoltaicilor.

Sistemul propus se bazează pe componente din aliaj cu memorie de formă care acționează ca dispozitive de acționare, pe baza temperaturii celulei solare, pentru a ajusta automat forma matricei ca răspuns la soare.'Poziția s, fără a fi nevoie de utilaje."Aria secțiunii transversale perpendiculară pe lumina incidentă crește pe măsură ce actuatorul aplatizează panourile, facilitând un efect automat de urmărire solară," au explicat cercetătorii."În plus, acest concept de urmărire solară poate fi aplicat modulelor teselate, care au avantajul că folosesc celule solare din siliciu cristalin (Si) disponibile pe scară largă."

Potrivit echipei de cercetare, sistemul fotovoltaic este capabil să mărească producția de energie electrică cu 60 la sută pe o zi, comparativ cu un panou plat fix, datorită lungimii mai scurte a umbrei și efectului bifacial obținut în timpul transformării formei."Lumina directa este adunata eficient pe unele suprafete si lumina imprastiata si reflectata este adunata pe alte suprafete, efect care nu poate fi obtinut in modulele solare care folosesc sisteme conventionale de urmarire," au subliniat ei.

Celulele solare au fost tăiate într-o gamă largă de forme, cum ar fi dreptunghiuri, triunghiuri echilaterale și triunghiuri dreptunghiulare, cauciucul siliconic sau o plasă metalică fiind folosită ca coloană vertebrală pentru a crea forma arcului 2D. Celulele au fost plasate pe banda de coloană vertebrală la intervale regulate și au fost conectate folosind sârmă metalică sau electrozi textile și lipire. Benzile din aliaj cu memorie de formă au fost realizate cu aliaj de nichel-titan și cu memorie de formă și aplicate pe suprafața fiecărui panou de celule solare. Celulele solare teselate au fost apoi încapsulate într-un material siliconic folosind o metodă de carcasă.

Cercetătorii au subliniat că, în modulele teselate, transformarea rețelei de celule solare este declanșată de componentele din aliaj cu memorie de formă dintre unitățile de teselație și în spațiile de legătură."Prin urmare, temperatura componentelor din aliaj cu memorie de formă dintre suprafețele celulelor solare este mai importantă decât temperatura suprafețelor în sine," au mai spus ei."Temperaturile componentelor din aliaj cu memorie de formă situate între unitățile de celule solare la o distanță de 3 mm de suprafața celulei și cea a coloanei vertebrale de legătură urmează o tendință similară cu temperatura suprafeței celulei solare, dar cu valori care sunt 2–6 gradC mai jos."

Dispozitivul a fost testat în condiții standard de iluminare și performanța sa a fost comparată cu cea a panourilor plate fixe convenționale. Eficiența sistemului a fost evaluată pe baza puterii maxime de ieșire din matrice pe unitate de suprafață instalată.

S-a constatat că puterea de ieșire a rețelelor de celule solare teselate scade odată cu creșterea unghiului de incidență (AOI) sau scade atunci când urmărește cosinusul AOI."Cu toate acestea, performanța superioară de urmărire solară a rețelelor de celule solare 3D transformabile în formă de teselat a fost puțin afectată de AOI," grupul coreean a precizat, menționând că eficiența bazată pe suprafața instalată a fost crescută de urmărirea solară transformabilă în formă în toate cazurile."Eficiența rețelelor de celule solare teselate transformabile în formă în raport cu zona de instalare poate oferi performanțe omnidirecționale superioare în comparație cu panourile solare fixe plate."

Celulele solare cu unghi strâns în formă de triunghi au arătat cea mai bună performanță în arcul scurt și au oferit performanțe superioare la lumina incidentă omnidirecțională."Partea matricei care este auto-umbrită în timpul transformării formei acționează ca partea inversă a unui modul fotovoltaic bifacial, oferind rețele de celule solare teselate transformabile în formă cu avantajele atât ale unui sistem de urmărire solară, cât și ale unui modul fotovoltaic bifacial," au concluzionat oamenii de știință."Acest studiu introduce conceptul de modul fotovoltaic transformabil în formă; Rămân multe alte domenii de cercetare, inclusiv gestionarea eficientă a energiei pentru fiecare celulă și design 3D potrivite pentru aplicații specifice."

Tehnologia celulară a fost introdusă în lucrare"Celule solare Si cristaline teselate, transformabile în formă automată, cu auto-urmărire solară, utilizând acționarea in situ din aliaj cu memorie de formă," publicate în rapoarte științifice. Grupul de cercetare este format din oameni de știință de la Institutul de Cercetare în Electrotehnologie din Coreea și de la Universitatea de Știință și Tehnologie.