Matriz fotovoltaica teselada de seguimiento solar para uso en áreas con espacio restringido
Feb 09, 2022
Científicos de Corea del Sur han fabricado un sistema fotovoltaico 3D de forma transformable basado en unidades de células solares teseladas que se afirma que es una solución ideal tanto para entornos urbanos como rurales con áreas limitadas para el despliegue de energía fotovoltaica.
El sistema propuesto se basa en componentes de aleación con memoria de forma que actúan como actuadores, en función de la temperatura de la celda solar, para ajustar automáticamente la forma de la matriz en respuesta al sol.'s posición, sin necesidad de maquinaria."El área de la sección transversal perpendicular a la luz incidente aumenta a medida que el actuador aplana los paneles, lo que facilita un efecto de seguimiento solar automatizado." explicaron los investigadores."Además, este concepto de seguimiento solar se puede aplicar a módulos teselados, que tienen la ventaja de que utilizan células solares de silicio cristalino (Si) comercialmente disponibles ampliamente."
Según el equipo de investigación, el sistema fotovoltaico puede aumentar la producción de electricidad en un 60 por ciento durante un día en comparación con un panel plano fijo debido a la menor longitud de la sombra y al efecto bifacial obtenido durante la transformación de la forma."La luz directa se capta de forma eficaz en algunas superficies y la luz dispersa y reflejada se recoge en otras superficies, efecto que no se puede obtener en los módulos solares que utilizan sistemas de seguimiento convencionales," enfatizaron.
Las células solares se cortaron en una variedad de formas, como rectángulos, triángulos equiláteros y triángulos rectángulos, con caucho de silicona o una malla metálica que se utilizó como columna vertebral para crear la forma de arco 2D. Las celdas se colocaron en la tira de la columna vertebral a intervalos regulares y se conectaron usando alambre de metal o electrodos textiles y soldadura. Las tiras de aleación con memoria de forma se fabricaron con una aleación con memoria de forma de níquel-titanio y se aplicaron a la superficie de cada panel de celda solar. Luego, las células solares teseladas se encapsularon en un material de silicona utilizando un método de carcasa.
Los investigadores señalaron que, en los módulos teselados, la transformación de la matriz de células solares se desencadena por los componentes de aleación con memoria de forma entre las unidades de teselado y en los espacios de enlace."Por lo tanto, la temperatura de los componentes de la aleación con memoria de forma entre las superficies de las células solares es más importante que la temperatura de las superficies mismas." también dijeron."Las temperaturas de los componentes de aleación con memoria de forma ubicados entre las unidades de celdas solares a una distancia de 3 mm de la superficie de la celda y la del esqueleto de enlace siguen una tendencia similar a la temperatura de la superficie de la celda solar, pero con valores que son 2–6 la licenciaturaC inferior."
El dispositivo se probó en condiciones de iluminación estándar y su rendimiento se comparó con el de las pantallas planas fijas convencionales. La eficiencia del sistema se evaluó en función de la potencia máxima de salida del arreglo por unidad de área instalada.
Se encontró que la potencia de salida de los conjuntos de células solares teseladas cae al aumentar el ángulo de incidencia (AOI) o disminuye cuando se sigue el coseno del AOI."Sin embargo, el rendimiento superior del seguimiento solar de los conjuntos de células solares teseladas en 3D transformables en forma se vio poco afectado por el AOI," especificó el grupo coreano, señalando que la eficiencia basada en el área instalada fue aumentada por el seguimiento solar transformable en forma en todos los casos."La eficiencia de los conjuntos de células solares teseladas transformables en forma con respecto al área de instalación puede proporcionar un rendimiento omnidireccional superior en comparación con los paneles solares fijos planos."
Las células solares con forma de triángulo de ángulo cerrado mostraron el mejor rendimiento en el arco corto y ofrecieron un rendimiento superior bajo la luz incidente omnidireccional."La parte de la matriz que se sombrea automáticamente durante la transformación de la forma actúa como el reverso de un módulo fotovoltaico bifacial, proporcionando matrices de células solares teseladas transformables en forma con las ventajas de un sistema de seguimiento solar y un módulo fotovoltaico bifacial." concluyeron los científicos."Este estudio presenta el concepto de módulo fotovoltaico de forma transformable; Quedan muchas más áreas de investigación, incluida la gestión eficiente de la energía de cada celda y diseños 3D adecuados para aplicaciones específicas."
La tecnología celular se introdujo en el documento."Células solares de silicio cristalino teseladas con autoseguimiento solar transformables de forma automatizadas que utilizan activación de aleación con memoria de forma in situ," publicado en informes científicos. El grupo de investigación está formado por científicos del Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea y la Universidad de Ciencia y Tecnología.
