Sun-tracking Tessellated Photovoltaic Array สำหรับใช้ในพื้นที่จำกัดพื้นที่

นักวิทยาศาสตร์ในเกาหลีใต้ได้ประดิษฐ์ระบบ 3D PV ที่แปลงรูปร่างได้โดยใช้หน่วยโซลาร์เซลล์แบบเทสเซลลา ซึ่งอ้างว่าเป็นโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบสำหรับสภาพแวดล้อมในเมืองและในชนบทที่มีพื้นที่จำกัดสำหรับการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์

ระบบที่นำเสนอนี้ใช้ส่วนประกอบ Shape-memory-alloy ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นตามอุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อปรับรูปร่างของอาร์เรย์ให้สอดคล้องกับดวงอาทิตย์โดยอัตโนมัติ'ตำแหน่งที่ไม่ต้องใช้เครื่องจักร"พื้นที่หน้าตัดในแนวตั้งฉากกับแสงตกกระทบจะเพิ่มขึ้นเมื่อตัวกระตุ้นทำให้แผงเรียบ อำนวยความสะดวกในการติดตามผลแสงอาทิตย์โดยอัตโนมัติ" นักวิจัยอธิบาย"นอกจากนี้ แนวคิดการติดตามแสงอาทิตย์นี้สามารถนำไปใช้กับโมดูล tessellated ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่พวกเขาใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิกอน (Si) เชิงพาณิชย์ที่มีจำหน่ายทั่วไป"

ทีมวิจัยกล่าวว่าระบบ PV สามารถเพิ่มผลผลิตไฟฟ้าได้ 60 เปอร์เซ็นต์ในหนึ่งวัน เมื่อเทียบกับแผงแบนแบบตายตัว เนื่องจากเงาที่มีความยาวน้อยกว่าและเอฟเฟกต์แบบสองหน้าที่ได้รับระหว่างการเปลี่ยนรูปร่าง"แสงโดยตรงถูกรวบรวมอย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นผิวบางส่วนและกระจัดกระจายและแสงสะท้อนถูกรวบรวมบนพื้นผิวอื่น ๆ ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ที่ไม่สามารถได้รับในโมดูลโซลาร์เซลล์ที่ใช้ระบบติดตามแบบทั่วไป" พวกเขาเน้นย้ำ

เซลล์แสงอาทิตย์ถูกตัดเป็นรูปทรงต่างๆ เช่น สี่เหลี่ยมผืนผ้า สามเหลี่ยมด้านเท่า และสามเหลี่ยมมุมฉาก โดยใช้ยางซิลิโคนหรือตาข่ายโลหะเป็นแกนหลักในการสร้างรูปร่างโค้ง 2 มิติ เซลล์ถูกวางบนแถบแกนหลักในช่วงเวลาปกติ และเชื่อมต่อโดยใช้ลวดโลหะหรืออิเล็กโทรดสิ่งทอและการบัดกรี แถบรูปร่าง-หน่วยความจำ-โลหะผสมทำด้วยโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม-หน่วยความจำรูปร่างและนำไปใช้กับพื้นผิวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละแผง จากนั้นเซลล์สุริยะ tessellated ถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุซิลิโคนโดยใช้วิธีการหุ้มฉนวน

นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าในโมดูล tessellated การเปลี่ยนแปลงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกกระตุ้นโดยส่วนประกอบโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างระหว่างหน่วย tessellation และในช่องว่างที่เชื่อมโยง"ดังนั้นอุณหภูมิของส่วนประกอบรูปร่าง-หน่วยความจำ-โลหะผสมระหว่างพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์จึงมีความสำคัญมากกว่าอุณหภูมิของพื้นผิวเอง" พวกเขายังกล่าว"อุณหภูมิของส่วนประกอบ Shape-memory-alloy ซึ่งอยู่ระหว่างหน่วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ระยะห่าง 3 มม. จากพื้นผิวเซลล์และของกระดูกสันหลังส่วนเชื่อมโยงนั้นมีแนวโน้มใกล้เคียงกับอุณหภูมิของพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์ แต่ด้วยค่าที่ เป็น2–6 ระดับค. ต่ำกว่า."

อุปกรณ์นี้ได้รับการทดสอบภายใต้สภาวะการส่องสว่างมาตรฐาน และประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์นี้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับจอแบนติดตายทั่วไปแบบทั่วไป ประสิทธิภาพของระบบได้รับการประเมินโดยพิจารณาจากกำลังขับสูงสุดจากอาร์เรย์ต่อพื้นที่ที่ติดตั้งหน่วย

กำลังขับของแผงโซลาร์เซลล์แบบเทสเซลลาที่พบว่าลดลงตามมุมตกกระทบที่เพิ่มขึ้น (AOI) หรือลดลงเมื่อติดตามโคไซน์ของ AOI"อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพในการติดตามแสงอาทิตย์ที่เหนือชั้นของแผงโซลาร์เซลล์แบบทดสอบ 3 มิติที่แปลงรูปร่างได้นั้นได้รับผลกระทบเพียงเล็กน้อยจาก AOI" กลุ่มเกาหลีระบุ โดยสังเกตว่าประสิทธิภาพตามพื้นที่ติดตั้งนั้นเพิ่มขึ้นจากการติดตามแสงอาทิตย์ที่แปลงรูปร่างได้ในทุกกรณี"ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์แบบเทสเซลที่แปลงรูปร่างได้เมื่อเทียบกับพื้นที่การติดตั้งสามารถให้ประสิทธิภาพรอบทิศทางที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์คงที่แบบแบน"

เซลล์แสงอาทิตย์รูปสามเหลี่ยมมุมฉากมีประสิทธิภาพดีที่สุดในส่วนโค้งสั้น และให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าภายใต้แสงตกกระทบรอบทิศทาง"ส่วนของอาร์เรย์ที่มีการแรเงาตัวเองระหว่างการแปลงรูปร่างทำหน้าที่เป็นด้านหลังของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบสองหน้า โดยให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบเทสเซลที่แปลงรูปร่างได้ โดยมีข้อดีของทั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์และโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบสองหน้า" นักวิทยาศาสตร์สรุป"การศึกษานี้แนะนำแนวคิดโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่แปลงรูปร่างได้ ยังมีงานวิจัยอีกหลายด้าน รวมถึงการจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพของแต่ละเซลล์และการออกแบบ 3 มิติที่เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะ"

เทคโนโลยีเซลล์ถูกนำมาใช้ในกระดาษ"เซลล์แสงอาทิตย์แบบเทสเซลเลเตด Si แบบผลึกที่เปลี่ยนรูปร่างได้ด้วยตัวเองโดยอัตโนมัติโดยใช้การกระตุ้นรูปร่าง-หน่วยความจำ-โลหะผสมในแหล่งกำเนิด" ตีพิมพ์ในรายงานทางวิทยาศาสตร์ กลุ่มวิจัยก่อตั้งขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยเทคโนโลยีไฟฟ้าแห่งเกาหลีและมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี