О данном исследовании. направленном на повышение количества собираемой солнечной энергии с единицы площади, мы . В данной статье приведена дополнительная информация по этой разработке.
В последнее время было предложено множество технологий изготовления солнечных ячеек для увеличения их эффективности. Исследователи из Массачусетского Технологического Института MIT подошли к этой проблеме с другой стороны. Они решили увеличить эффективность преобразования солнечной энергии не с помощью увеличения фотоэлектрических характеристик солнечных модулей, а с помощью специальной конструкции. Решение, разработанное исследователями, предполагает создание трехмерной кубической башни из фотоэлектрических модулей, чтобы они могли лучше захватывать солнечный свет.
Обычные фотоэлектрические модули наиболее эффективны в тот момент, когда солнечные лучи падают перпендикулярно ее поверхности, но эффективность модуля быстро падает, когда угол падения солнечных лучей уменьшается, обычно это наблюдается утром и вечером, а также в зимние месяцы в странах, расположенных вдали от экватора. Именно в таких ситуациях наиболее эффективны вертикальные солнечные модули.
После изучения множества всевозможных конструкций солнечного модуля с помощью компьютерных 3D алгоритмов и тестирования эффективности в разных широтах земного шара и времен года, команда из Массачусетса построила три различные конструкции солнечного 3D модуля и протестировала их на крыше своей лаборатории в течение нескольких недель. Первая батарея представляет из себя открытый сверху куб, внутренние и внешние стенки которого сделаны из фотоэлектрических ячеек (всего 9 панелей 3*3 см каждая). Вторая – удвоенный куб, то есть первый куб увеличили по высоте в 2 раза. Ну и третий - его назвали «accordion-like tower», так как его конструкция похожа на гармошку, состоит из 34 солнечных ячеек, также расположенных с внутренней и внешней стороны. Результаты показали прирост мощности от 2 до 20 раз по сравнению со стандартными планарными солнечными модулями.
С помощью вертикального сбора солнечной энергии исследователи смогли получить более равномерный выход электричества в течение дня, сезона года, и даже при облачной погоде.
Исследователи надеются, что эта однородность поможет преодолеть одну из самых главных проблем солнечной энергетики – непредсказуемость солнечного света, что на данный момент затрудняет интеграцию солнечных электростанций в электрическую сеть. Они также надеются, что значительное увеличение эффективности 3D-модуля повлияет на стоимость солнечной энергии по сравнению с энергией, вырабатываемой стандартными модулями.
Джеффри Гроссман – автор проекта, и Карл Ричард Содерберг – доцент кафедры энергетики MIT считают, что «accordion-like tower» можно будет установить на стоянке для обеспечения зарядки электромобилей.
Пока команда исследователей смоделировала только отдельные 3D модули. Следующим шагом является изучение нескольких таких башен, которые будут находится рядом и отбрасывать тень друг на друга в течение дня.
