Охотник Галина Григорівна    
Меню сайту
Категорії розділу
Шкільні новини [6]
Новини освіти [19]
Наука і Технології [1129]
Новини космонавтики [154]
Методичний кабінет [7]
Хмаринка тегів
Міні-чат
Конкурси

конкурс сайтов
Наше опитування
Оцініть мій сайт
Всього відповідей: 383
Статистика
Форма входу
Соціальні мережі
Популярні програми
Головна » 2011 » Грудень » 21 » Учёные выявили преимущество 3D-фотовольтаики
00:36
Учёные выявили преимущество 3D-фотовольтаики

Третий вариант пространственной структуры авторы назвали «башней» (фото 3). Она состоит из 34 аналогичных ячеек, сложенных зигзагом. Здесь тоже солнечные батареи находятся и с наружной, и с внутренней стороны стен.

Данные по опыту, проведённому в июне, в солнечную погоду. По горизонтали – время суток, по вертикали – выходная мощность в милливаттах. Показано сравнение плоской панели (тёмно-синяя кривая – уличный эксперимент, голубая — симуляция) и открытого куба (красная линия – эксперимент, оранжевая — симуляция). Общая выработка энергии за день у куба оказалась почти вдвое выше (иллюстрация Marco Bernardi et al.).

Учёные выставляли образцы на крышу института в течение многих дней летом и поздней осенью. Помимо прямых измерений производства энергии было выполнено и численное моделирование.

Так экспериментаторы установили, что скульптуры способны вырабатывать в разы больше электричества, чем неподвижная горизонтальная солнечная панель, под которую отведена та же площадь на участке.

Например, для самого простого куба (из девяти панелек) прогнозируемый рост годовой производительности составляет от 2 до 3,8 раза (превосходство принципа 3D увеличивается ещё и по мере роста географической широты местности).

Для сравнения, добавление к традиционной плоской панели двухосевой системы слежения за солнцем увеличивает её выработку всего в 1,3-1,8 раза.

Разница (число раз) в производительности куба по сравнению с плоской ячейкой с той же площадью основания в зависимости от географической широты (иллюстрация Marco Bernardi et al.).

Важно отметить, что везде речь идёт именно о следе, то есть площади основания, которую занимает установка, а не о суммарной площади фотоэлектрических панелей. Очевидно, развивая структуру вверх, общую поверхность можно существенно нарастить. Но интересно, что в подъёме производительности большую роль сыграли и другие факторы.

Первый из них — многократное отражение света между элементами устройства. Свет этот, в конце концов, поглощается одной из панелей, словно тонет в колодце.

Ранее для захвата возможно большей доли света учёные создавали микротекстуры в толще панелей (микросферы, микроколонны и так далее). Но тот же принцип лабиринта работает и в большем масштабе.

Второй фактор, повествует Technology Review, это улучшенное поглощение лучей солнца, находящегося низко над горизонтом.

Неподвижная плоская солнечная панель выдаёт максимум мощности, только когда смотрит прямо на светило. Утром и вечером она почти бесполезна. А трёхмерная фотовольтаика и в эти часы хорошо перерабатывает солнечный свет.

Данные по опыту, проведённому в ноябре, в разных погодных условиях. По горизонтали (слева направо): плоская панель, куб, параллелепипед и башня. По вертикали отмерено превышение дневной выработки энергии трёхмерными структурами в сравнении с плоской панелью. Синим цветом отмечены параметры при чистом небе, красным – при частичной облачности, чёрным – при сильной облачности (иллюстрация Marco Bernardi et al.).

Аналогично преимущество новой схемы раскрывается в облачную погоду, особенно при сплошной пелене облаков.

Конечно, последние задерживают много света, так что мощность любой батареи существенно падает. Но 3D-панели за счёт ориентации элементов под разными углами и эффекта лабиринта намного лучше обычной ячейки собирают рассеянный свет.

Потому при сильной облачности в выработке электричества башней и одиночной плоской панелью наблюдается 35-кратная разница. Хотя в ясную погоду эта же башня выдаёт за день только в 21-22 раза больше электричества, нежели простая батарея.

Та же мысль насчёт продуктивного сбора энергии в утренние и вечерние часы (а также зимой и летом, без необходимости в повороте самих панелей по горизонтали или вертикали) приходила, к слову, создателям цилиндрических солнечных батарей и солнечного дерева.

По мнению авторов нового проекта, повышенная стоимость таких систем может быть оправдана увеличением суммарной выработки электричества за год с каждого квадратного метра крыши того или иного здания.

(Подробности всех опытов с трёхмерными батареями можно найти в статье на arXiv.org.)

Категорія: Наука і Технології | Переглядів: 384 | Додав: звезда | Рейтинг: 5.0/1
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Пошук
Фраза дня
Календар
«  Грудень 2011  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Свята та події
Календар свят і подій. Листівки, вітання та побажання
Прогноз погоди
Дніпродзержинськ 
Архів записів
Час життя сайту
Друзі сайту
Освітній портал Сайт о космосе,НЛО,аномалиях Банк Интернет-портфолио учителей Освітній портал MyReferatik
Новини
Copyright MyCorp © 2018Створити безкоштовний сайт на uCoz