Исследователи из Массачусетского технологического института предложили новый метод оптимизации сбора солнечной энергии путем упорядочения фотогальванических панелей в форме вертикальных конструкций.

Повышение эффективности сбора солнечной энергии в результате повсеместного внедрения новых форм составит от 2 до 20 раз по сравнению с применяемыми сегодня плоскими панелями.

Наибольшую выгоду новая технология принесет в удаленных от экватора районах, где солнечное излучение менее интенсивно.

Результаты исследований, основанные на использовании компьютерного моделирования и натурных экспериментов с реальными модулями, опубликованы в журнале Energy and Environmental Science.

«Думаю, эта концепция станет важной частью будущего фотоэлектрической энергетики», — заявил один из авторов исследовательского отчета, профессор МТИ Джеффри Гроссман.

Трехмерные солнечные башни стоят дороже обычных плоских панелей. Но увеличение затрат компенсируется большим объемом электроэнергии, получаемой на той же площади, и сглаживанием различий при накоплении энергии между сезонами и в течение дня, когда панели не получают достаточного количества солнечного света.

Вертикальные поверхности трехмерных структур обладают гораздо более высоким КПД утром, вечером, а также зимой, когда солнце находится близко к горизонту

По словам исследователей, солнечные элементы дешевеют по сравнению со стоимостью поддерживающей их инфраструктуры, кабельного хозяйства и монтажных работ.

Рост популярности генерации солнечной энергии приводит к снижению стоимости развертывания и эксплуатации соответствующих систем. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, солнечные фотогальванические модули по сравнению с 2009 годом подешевели на 75%, а стоимость полученной с их помощью электроэнергии за прошедшее с 2010 года время уменьшилась в два раза.

В прошлогоднем отчете Deutsche Bank прогнозируется, что в ближайшие три-четыре года стоимость генерации солнечной энергии снизится на 40%. Ожидается, что в ближайшие два года солнечная энергия, которую получают с помощью элементов, установленных на крышах, станет дешевле той, что вырабатывают на станциях, использующих в качестве сырья мазут и уголь.

«Вертикальные поверхности трехмерных структур обладают гораздо более высоким КПД утром, вечером и зимой, когда солнце находится близко к горизонту, — отметил еще один автор отчета, сотрудник кафедры материаловедения МТИ Марко Бернарди. — Улучшение структуры трехмерных солнечных башен сделает генерацию электроэнергии более стабильной и предсказуемой. Еще десять лет назад идея использования солнечной энергии казалась экономически неоправданной, потому что модули стоили очень дорого. Теперь же на кремниевые элементы приходится относительно небольшая часть общих расходов, и в ближайшем будущем это приведет к дальнейшему снижению затрат».

Купить номер с этой статьей в PDF