Статьи

Трехмерные солнечные батареи создают в 20 раз больше энергии, чем плоские

28 Мар 2012

Во всем мире ведутся интенсивные исследования в области повышения эффективности фотоэлектрических ячеек и снижения их стоимости. Но очень мало внимания уделяется поиску более эффективных способов установки ячеек в массивах солнечных батарей, которые обычно размещаются на крышах квартир или других поверхностях, а иногда даже крепятся к моторизованным устройствам, которые передвигают солнечные батареи вслед за солнцем, когда оно пересекает небо.

3ыгт.jpg

Группа исследователей Массачусетского технологического института (MIT) решила избрать совершенно иной подход: создание кубов или вертикальных башен, к которым в трехмерной конфигурации крепятся солнечные батареи. Удивительно, но результаты испытаний подобных модулей показывают рост генерируемой энергии от 2 до 20 раз по сравнению с плоскими панелями.

Самый большой рост КПД был зафиксирован в ситуациях, когда улучшения нужны больше всего: в местах, удаленных от экватора, в зимние месяцы и в пасмурную погоду. Новые данные, полученные на основе компьютерного моделирования и тестирования реальных модулей, были опубликованы в журнале Energy and Environmental Science.

"Я думаю, что эта концепция могла бы стать важной частью будущего солнечных батарей," говорит автор статьи, Джеффри Гроссман, доцент кафедры энергетики в Массачусетском технологическом институте.

Группа исследователей из MIT первоначально использовали компьютерный алгоритм для изучения огромного разнообразия возможных конфигураций, а также разработала аналитическую программу, которая может провести тестирование любой заданной конфигурации в соответствии с целым рядом показателей: географических координат, времени года и погоды. Затем, чтобы подтвердить результаты компьютерного моделирования, они построили и испытали три различных механизма солнечных батарей на крыше здания лаборатории Массачусетского технологического института. Испытания велись в течение нескольких недель.

Несмотря на то, что стоимость определенного количества энергии, вырабатываемого такими 3-D модулями, больше, чем при использовании обычных плоских панелей, более высокое количество получаемой энергии частично уравновешивает данный дисбаланс. Кроме того, изобретение американских ученых гарантирует более равномерную работу солнечных батарей в течение всего дня, а также в условиях облачности или затенения. Эти усовершенствования делают объем генерируемого электричества более предсказуемым, что облегчает интеграцию массивов солнечных батарей в сеть энергоснабжения.

Основные физические предпосылки повышения выходной мощности - и более равномерной генерации энергии с течением времени - заключаются в том, что вертикальные поверхности 3-D модулей могут накопить гораздо больше солнечного света по утрам, вечерам, а также зимой, когда солнце находится ближе к горизонту. Об это сообщил соавтор статьи Марко Бернарди, аспирант факультета материаловедения и инженерии (DMSE) Массачусетского технологического института.

"Настало время для таких инноваций, " добавляет Гроссман, "Солнечные батареи стали дешевле, чем элементы для создания сопутствующей инфраструктуры. Кроме того, подешевели их монтаж и установка. Поскольку стоимость самих фотоэлектрических ячеек продолжает снижаться быстрее, чем другие расходы, преимущества 3D-систем будет только расти."

"Еще 10 лет назад эта идея не была бы экономически оправданной, поскольку готовые трехмерные модули стоят достаточно больших денег," говорит Гроссман. "Но сейчас стоимость кремниевых элементов составляет лишь незначительную долю от общей стоимости солнечных батарей, и эта тенденция будет лишь усиливаться в ближайшем будущем. В настоящее время до 65 процентов от стоимости электричества, генерируемого фотоэлектрическими панелями, связаны с их установкой, получением разрешения на использование земли и другими факторами."

Несмотря на то, что результаты компьютерного моделирования Гроссмана и его коллег показали, что самое большое преимущество можно получить при использовании сложных фигур - таких, как куб - подобные модули будет очень трудно производить. Так считает соавтор статьи Никола Ферралис. Разработанные алгоритмы могут быть использованы для дальнейшей оптимизации и упрощения формы трехмерных солнечных батарей с небольшой потерей выходной мощности. Оказывается, что разница в мощности между модулями с оптимизированной формой и простым кубом составляет лишь от 10 до 15 процентов. Данная разница кажется незначительной на фоне значительного улучшения производительности 3-D солнечных батарей по сравнению с плоскими модулями. Команда проанализировала модели кубической формы, а также более сложные структуры в форме веера.

Сначала исследователям мешала погода: на протяжении почти двух недель не было ни одного ясного, солнечного дня для их испытаний. Но потом, проанализировав полученные данные, они поняли, что в пасмурные дни было зафиксировано значительное улучшение мощности трёхмерных модулей по сравнению с обычными плоскими панелями.

По словам ученых, трехмерные солнечные батареи дают большое преимущество в любом месте, где ограничено пространство. Например, на плоских крышах сооружений или в городских условиях. Такие модули могут быть использованы в крупномасштабных проектах, таких как солнечные фермы, если эффект затенения одной башни другой будет сведен к минимуму.

Еще несколько групп ученых - в том числе даже ученики средней школы - пытались создать трехмерные солнечные батареи. Но, Гроссман говорит, что их исследование отличается по своей природе, так как учение из MIT первыми избрали систематический подход к решению проблемы и воспользовались инструментами компьютерного моделирования для анализа возможных проблем."

Дэвид Грасиас, доцент кафедры химической и биомолекулярных инженерии в Университете Джонса Хопкинса, который не участвует в этом исследовании, говорит, что Гроссман и его команда привели теоретические и практические доказательства эффективности подобных модулей. Они показали, что трёхмерные солнечные батареи дают значительные преимущества с точки зрения захвата света под разными углами. Проблема, однако, заключается в налаживании массового и экономически эффективного производства этих модулей.

Статья подготовлена порталом Energysafe по материалам Массачусетского технологического института

Начало активности (дата): 28.03.2012 16:41:17

← Возврат к списку


0  
Guest
Имя Цитировать 0  
0  
Guest
Extraordinary things you've generally imparted to us. Simply continue written work this sort of posts.The time which was squandered in going for educational cost now it can be utilized for studies.Thanksdivisorias piso teto quanto custa
Имя Цитировать 0  
0  
Michael Kors Outlet Store
Michael Kors handbags can now be found on many discounted sites for fractions of retail prices. The best option for individuals wanting to own Michael Kors handbags is to shop at online discount stores. A great place to shop for these luxury bags is eBay.
Friendly Links: Michael Kors Handbags Sale Clearance | Michael Kors Outlet Store
Имя Цитировать 0  
0  
http://michaelkorsoutletsonlinestores.com
Michael Kors Handbags Sale Clearance can be found in many different places unlike other luxury handbags.
Michael Kors Outlet Online are great for any occasion.
Michael Kors Factory Outlet is perfect for those who like to carry fashion bags.
Michael Kors Bags Outlet are always great to own when you need a bag to go with everything.
Michael Kors Outlet Online is so universal that it could appeal to everyone.
Имя Цитировать 0  
0  
Guest
2018.8.1chenlixiangtiffany & co
prada
michael kors
fitflops outlet
g-star jeans
jordan
germany world cup jersey
longchamp
kobe 9
portugal world cup jersey
curry 2
salomon shoes
nike outlet online
montre pas cher
ghd
jbl speakers
ralph lauren outlet
marc jacobs
barbour
freshjive clothing
kd 10 elite
louboutin
jordan 8
ferragamo belt
lebron 11
skechers shoes
balmain
fossil
bally
converse shoes
mont blanc
jordan 5s
lululemon outlet
tory burch outlet
celine
adidas uk
cheap oakley sunglasses
iphone cases
clarks shoes
ralph lauren
tommy hilfiger
designer sunglasses
gucci outlet
jordan 6s
jordan 12s
adidas outlet
supra
oakley sunglasses
parajumpers
new balance
marc jacobs handbags
nike outlet
polo ralph lauren
new balance
michael kors outlet
nike free
nike blazer
burberry handbags
ferragamo sunglasses
adidas
lebron james shoes
aaron rodgers jersey
goyard handbags
nike blazer
kobe 11
kate spade outlet
nike clothing
jordans
nike factory
pandora jewelry
giannis antetokounmpo jersey
chloe handbags
roshe run
nike roshe run
true religion
ray ban sunglasses
dolce & gabbana
louboutin
michael kors outlet
mulberry
mac cosmetics
mac makeup
nike free run
reebok
nike air max
pandora charms
timberland
asics
michael kors borse
vibram fivefingers
nike free
nike foamposite
michael kors outlet
nike air
alexander mcqueen
prada outlet
abercrombie
nike outlet
jimmy choo sunglasses
arcteryx jackets
instyler ionic styler
wedding dresses
dansko shoes
burberry
hermes outlet
nike store
marc jacobs handbags
wedding dresses
pandora jewelry
polo lacoste
karen millen
baseball bats
kate spade outlet
nike air max
dior sunglasses
ray ban
louboutin pas cher
hermes uk
puma shoes
asics
montre
herve leger
burberry sunglasses
rolex watches
manolo blahnik
air more uptempo
oakley sunglasses
abercrombie
jordan shoes
nike canada
calvin klein jeans
ray ban
dior handbags
nike air max
omega watches
boy london clothing
kevin durant shoes
soccer jerseys
jordan retro
mizuno running shoes
huf
nike air max
kevin durant shoes
vans shoes
tory burch outlet
chi flat iron
roshe run
adidas crazy
nike air max 2018
nike air max
oakley vault
chanel handbags
nike shoes
mizuno
ghd hair straighteners
balenciaga shoes
ferragamo shoes
nike air max
gentle monster sunglasses
ferragamo
air zoom pegasus
chrome hearts
toms outlet
cheap nfl jerseys
nike outlet store
michael kors outlet
nike kyrie 2
longchamp
givenchy jewelry
jimmy choo
basketball jersey
bulgari jewelry
flip flops
asics gel
ghd
fendi
prada outlet
vanessa bruno
jordan 13
insanity workout
nike air force
chrome hearts jewelry
beats headphones
cartier love bracelet
converse chuck taylor
hollister
converse
nike blazer pas cher
curry 4
hogan
hogan shoes
brazil world cup jersey
coach outlet
swarovski
pandora
bose headphones
furla handbags
armani handbags
ray ban
beats by dre
kobe 12
jordan shoes
sac burberry
oakley
mulberry outlet
new balance
longchamp
nike store
replica watches
rolex
soccer shoes
chanel
beats headphones
beats
air max
nike vapor max
nike air max plus
diesel jeans
jordan 10
stuart weitzman
salvatore ferragamo
air max
adidas outlet
jerseys
stuart weitzman
coach outlet online
swarovski crystal
dsquared2 jeans
jordan 4
jordan clothing
jimmy choo
burberry
bape
tory burch outlet
timberland boots
air jordan
nike air max 95
tommy hilfiger
nike air max 90
champion
adidas soccer
kyrie 4
polo ralph lauren
true religion outlet
michael kors
burberry outlet
kyrie irving jersey
timberland
rolex watches
michael kors outlet
insanity
abercrombie
true religion jeans
converse
jordan 6
air max 2017
louboutin
ferragamo
polo ralph lauren
yeezy shoes
yves saint laurent
pandora
adidas outlet
nike air max
fitflop
giuseppe zanotti
true religion jeans
guess
tods shoes
ray ban
new balance
nike air max 90
converse
kids jordans
bottega veneta
givenchy bags
michael kors
karen millen uk
nike roshe run
ralph lauren
carrera sunglasses
harry winston jewelry
longchamp bags
nike store
adidas outlet
birkin bag
kate spade
nfl jerseys
kevin durant jersey
wedding dresses
nike outlet
keen
salvatore ferragamo shoes
michael kors
10 deep clothing
nike air
michael kors outlet
michael kors outlet
adidas soccer cleats
nike shoes
chopard jewelry
babyliss
air max 90
jordan 2
oakley sunglasses
true religion outlet
nike tn
basketball shoes
nike air force 1
dolce and gabbana
adidas trainers
ray ban sunglasses
chloe sunglasses
hogan
jordan 1
sac guess
reebok outlet store
valentino
christian louboutin
jordan 31
longchamp handbags
oakley sunglasses
sac longchamp
mont blanc
converse outlet store
nike air max
longchamp
adidas clothing
air jordan
clarisonic
hermes jewelry
chanel
guess
true religion jeans
nike air max
curry 3
dolce & gabbana sunglasses
england world cup jersey
coach purse
nike pas cher
hermes
jordan 3s
james harden jersey
adidas outlet
air max 95
guess
coach outlet
pandora
basket store
fendi
golden goose sneakers
montre pas cher
carson wentz jersey
nike store
oakley
nike air max 90
dak prescott jersey
dolce & gabbana
versace handbags
adidas outlet store
air max 90
jordan 4s
miu miu shoes
vans shoes
adidas flip-flops
kobe 10
gucci outlet
pandora jewelry
kenzo clothing
burberry outlet
argentina world cup jersey
calvin klein
jordan xx9
bcbg max
gucci handbags
cheap nfl jerseys
jordan 7
new balance trainer
ralph lauren outlet
curry 5
links of london
adidas running shoes
roshe run
hollister outlet
softball bats
adidas superstar
oakley vault
dyson hair dryer
louboutin
jordan shoes
kd 9
mac cosmetics
dsquared2 outlet
nike free
vans
red bottoms
belgium world cup jerseys
gucci bags
ed hardy
michael kors handbags
christian louboutin
nike mercurial
nike mercurial
kristaps porzingis jersey
lebron shoes
bcbg
ray ban
designer sunglasses
gucci belt
jordan 9
lacoste jeans
swarovski
michael kors canada
armani jeans
ralph lauren uk
fendi sunglasses
christian louboutin
iphone x case
new balance shoes
jordan
cheap toms
jordans
jordans
nike air force
ray ban sunglasses
a bathing ape
rolex
basket nike
adidas slides
mizuno running shoes
nike free
asics
insanity
roshe run
fitflops
ray ban sunglasses
armani sunglasses
swarovski
nike roshe run
air max 97
abercrombie
nike huarache
jordan 11
isabel marant
jordan 32
jordan 3
oakley
bottega veneta
nike free run
oakley sunglasses
burberry outlet
oakley glasses
sac michael kors
jordans
ray ban outlet
adidas zx flux
supra
bottega veneta sunglasses
air max 2017
jordan
nike
cartier sunglasses
jordan 14
replica watches
france world cup jersey
reebok
tommy hilfiger
dansko
alife clothing
bvlgari sunglasses
nike shoes
ralph lauren
kobe 10
barbour
chloe handbags
jordan
nike free
mac makeup
air max
antonio brown jersey
converse shoes
spain world cup jersey
vans
lululemon outlet
2018.8.1chenlixiang
Имя Цитировать 0  
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений