В момента слънчевата енергия представлява 3,3 процента от общата произведена енергия в САЩ и се е превърнала в най-бързо развиващия се източник на чиста енергия в страната.
Националната лаборатория за възобновяема енергия изчислява, че до 2050 г. делът на слънчевата енергия в общото производство на електроенергия в Америка може да достигне 45 процента. Въпреки това, за да постигнат този крайъгълен камък, експертите по слънчева енергия ще трябва да направят фотоволтаичните системи по-ефективни и напреднали от всякога.
Наскоро екип от изследователи в Политехническия университет в Шанхай подчерта факт, който често се пренебрегва, но засяга работата на единични и двойни фотоволтаични клетки (клетките, които преобразуват слънчевата енергия в електричество и са вградени в слънчеви панели), свързани паралелно и последователно.
Те разкриват, че сянката от различни препятствия, вариращи от големи сгради до листа на дървета и прах, намалява количеството слънчева светлина, падаща върху слънчевите панели, и влияе неблагоприятно на общата мощност.
„В реалния свят фотоволтаичните клетки понякога са засенчени от препятствия, което значително променя количеството входяща светлина. Ефектите на влошаване затрудняват оптимизирането на мощността и водят до значителна загуба на мощност“, пише в документа Huaqing Xie, един от авторите на изследването и президент на Shanghai Polytechnic University (SSPU).
Загуба на енергия поради сянка
Когато количеството светлина, получено от слънчева клетка, спадне поради сянката от даден обект, количеството електричество, произведено от тази конкретна секция на слънчевия панел, също намалява и изходът от цялата система може да бъде потенциално компрометиран, това се нарича засенчване на фотоволтаични панели.
Много предишни проучвания също подчертават загуба на изходна мощност поради засечване. Повечето от тях обаче се фокусират само върху големи фотоволтаични системи, които се състоят от многобройни фотоволтаични клетки и не вземат предвид загубата в малки слънчеви системи, състоящи се само от една или две клетки, свързани последователно и паралелно.
Настоящото проучване не само анализира загубата за малки системи, но също така хвърля светлина върху това как фактори като размера на сянка влияят върху изходната мощност.
Количеството енергия, произведено от дадена системата, може да бъде увеличено чрез свързване на фотоволтаичните клетки в последователни и паралелни подредби. Така че изследователите предполагат, че ако искате да създадете слънчев панел, първо е важно да разберете подредбата на клетките в системата.
Освен това площта, която сянката покрива в системи с една или две клетки, също има критична роля при определянето на общата изходна мощност.
По време на изследването си изследователите откриват, че количеството електричество, произведено от единични и двойни клетки, свързани паралелно, е почти подобно на „съотношението сянка към слънчева светлина“.
Установено е обаче, че загубата на мощност е по-голяма за система с клетки, свързани последователно. Например, когато 29,6 процента площ от последователно свързана, фотоволтаична система е покрита със сянка, нейната изходна мощност спада с 57,6 процента.
Познаването на всички тези фактори може допълнително да позволи на производителите да подобрят ефективността на слънчевите панели и да намали загубите на енергия. Изследователите сега планират да проучат въздействието на различните сенки върху мощността на фотоволтаичните системи.
Проучването е публикувано в Journal of Renewable and Sustainable Energy.
Източник: InterestingEngineering
