Вертикальная двусторонняя фотоэлектрическая балюстрада для ограждения зданий
Аккумулятор FIAMM 12FGHL28
Солнечная балюстрада, разработанная учёными из Гонконга, оснащена двусторонними фотоэлектрическими панелями и считается идеальным решением для «прохладных крыш» Альбедо крыши и ориентация модулей являются важнейшими факторами, влияющими на производительность системы.
Исследователи из Гонконгского политехнического университета создали фотоэлектрическую балюстраду для установки на краях крыш зданий.
«Система объединяет вертикальные двусторонние фотоэлектрические модули непосредственно с балюстрадами на крыше, — рассказал журналу PV автор исследования Лин Лу. — Ключевой особенностью является дополнительная отражающая поверхность, которая усиливает отражённое излучение. Вертикальная ориентация уменьшает взаимное затенение между модулями и оптимизирует использование пространства, а расположение на краю крыши обеспечивает минимальное затенение от окружающих конструкций».
В исследовании «Вертикальные двусторонние солнечные фотоэлектрические балюстрады для зданий с низким уровнем выбросов углерода: численный анализ энергоэффективности», опубликованном в журнале Renewable Energy, эта система описывается как перспективная для масштабного внедрения в городскую среду, особенно с учетом распространения «прохладных крыш» с высоким альбедо и технологий радиационного охлаждения.
Экспериментальная установка состояла из ряда вертикальных двусторонних фотоэлектрических модулей с разной ориентацией и коэффициентом двусторонности. Предполагалось, что модули будут основаны на технологии пассивированного заднего контакта эмиттера (PERC), гетероперехода (HJT) и пассивированного туннельного контакта
(TOPCon).
Используя мультифизический подход, группа смоделировала взаимодействие оптической, тепловой и электрической динамики для имитации реальных показателей в различных условиях.
«Наш численный анализ выявил несколько ключевых результатов, — объяснил Лу. — Во-первых, альбедо крыши и ориентация модуля были важнейшими факторами, влияющими на производительность. Высокое альбедо в сочетании с отражающими поверхностями увеличило коэффициент двустороннего усиления до 2,04 для модулей HJT, что значительно превосходит показатели технологии PERC. Этот коэффициент превышает типичные значения, указанные в литературе, благодаря способности системы использовать отражённое от крыши излучение с одной стороны.
Кроме того, учёные обнаружили, что система нечувствительна к направлению. «При ориентации на север достигается максимальный двусторонний коэффициент усиления, а при ориентации на восток/запад — максимальная выходная мощность, что позволяет использовать систему в разных широтах, — подчеркнул Лу. — Это значительное преимущество в производительности и возможность адаптации к ориентации указывают на более высокий потенциал установки по сравнению с односторонними системами».
«По сравнению с технологией PERC, технологии TOPCon и HJT обеспечивают увеличение выходной мощности примерно на 8 % и 17 % соответственно. Кроме того, двусторонний коэффициент усиления увеличивается на 15 % и 30 % для TOPCon и HJT», — говорится в статье.
В перспективе группа намерена использовать спектрально-ориентированные покрытия, способные направлять солнечные фотоны, для одновременного повышения альбедо и преобразования спектра. «Эти покрытия представляют собой многообещающий подход к дальнейшему увеличению отражённой от крыши освещённости для двусторонних фотоэлектрических систем за счёт не только повышения отражательной способности поверхности, но и оптимизации спектрального соответствия между отражённым светом и чувствительностью фотоэлементов», — сказал Лу.
«На следующем этапе мы сосредоточимся на нанесении недавно разработанных спектрально оптимизированных покрытий на крыши, что позволит повысить эффективность двусторонних фотоэлектрических балюстрад и ускорить их практическое внедрение с помощью демонстрационных проектов в Гонконге», — заключила она.