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新型柔性太陽能電池,讓陽光發電不限形狀

發布時間:2022-03-24 08:54      發布人:handler  瀏覽量:161
太陽能電池板面臨的挑戰之一是它們安裝在具有彎曲或抽象幾何形狀的表面上。因此,一個合作研究團隊開發了一種靈活的太陽能轉換系統,可以在曲面上使用以獲取可再生能源。這項研究已發表在《可持續性》雜志上。


可再生能源技術正在促進能源轉型,因為世界各國都在制定碳減排政策以符合聯合國的《京都議定書》。當今政策制定者的主要關注點是通過限制溫室氣體排放來緩解氣候變化,這被認為是負面環境變化的主要因素。




由于極端天氣、糧食供應中斷和已知是溫室氣體引起的氣候變化影響的野火增加,開發有效技術來替代化石燃料仍然是研究的核心。在過去十年中,光伏 (PV) 和內置光伏 (BIPV) 技術主要集中在利用現有光伏概念,這些概念被證明可以幫助有能力滿足其負載的建筑物作為可持續太陽能發電技術。


由于獲得先進材料和太陽能電池技術成本更低,太陽能消耗變得越來越重要。因此,人們越來越重視開發既能滿足需求又能滿足現代世界安裝實際要求的光伏技術。


靈活的光伏系統適用于形狀復雜的建筑物,例如收獲筒倉、傳統的伊斯蘭建筑和石化罐。





雖然柔性太陽能電池理論上可以應對上述挑戰,但只有將該技術投入實際應用才能準確測量結果。為了解決這個問題,“太陽能系統中涉及的組件被建模為扁平、圓柱形和半球形,并在實際條件下進行了研究,” Najafi 博士說。


該團隊將測試階段分為三個部分:平面、圓柱形和球形表面,柔性面板串聯連接,同時監測可能影響性能的潛在變量,例如溫度、輻射和柔韌性。為了記錄柔性太陽能電池的最佳性能水平,密切評估了變量之間的關系。


對柔性光伏系統功能的最大影響與輻照率、風速、溫度以及對各種光伏形狀(如扁平、圓柱形和球形材料)的使用有關。


該團隊能夠確定,當環境溫度在 20-30 o C 之間波動時,柔性太陽能電池系統表現出良好的性能水平,并且在 500 至 800 W/m 2范圍內沒有降低。然而,一致的溫度和輻射水平以及風速,表現出更好的整體性能水平。


光伏系統的最佳性能為 1000 W/m 2,但我們的研究發現,在柔性光伏系統中發電的理想范圍是 800 W/m 2 。


該團隊還仔細評估了該系統的經濟效益,發現在 20 年的維護生命周期內,維護成本約為每年 20 美元。然而,每瓦的成本估計約為 0.8 美元,高于其他傳統系統(盡管總體回報因國家而異)。


隨著先進柔性光伏材料系統的加速進展和最新發展,包括有機半導體和金屬鹵化物鈣鈦礦的到來,預計柔性光伏面板將在未來廣泛的適銷產品中實現商業化。


預計柔性太陽能電池將與超級電容器和電池等其他光能存儲設備一起集成到新興市場的未來技術中,并有助于促進全球能源轉型。這包括提供可再生能源,為智能手機和便攜式計算機、電動汽車和電動自行車等電子設備供電和充電。



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