Фотовольтатроника как умные солнечные батареи смогут распределять энергию и информацию в городах

Ученые из Делфтского технического университета Нидерландов определили новую область исследований в сфере солнечной энергетики, которую они назвали фотовольтатроникой. Она связана с разработкой интеллектуальных фотоэлектрических систем, состоящих из многофункциональных компонентов.

Как объяснил профессор Делфтского технического университета Миро Земан, фотоны и электроны в фотоячейках это носители не только энергии, но и информации.

Наша идея состоит в том, чтобы найти разумный способ сочетать эти два качества и объединить функциональные возможности носителя энергии и информации в одном устройстве, заявил он. Это позволит проектировать солнечные элементы таким образом, чтобы в итоге получить новый компонент, который не только генерирует электричество, но и обрабатывает информацию.

В своей работе ученые, помимо прочего, назвали конечную цель исследований в новой области создание солнечных панелей, взаимодействующих друг с другом и с другими устройствами. Благодаря такой связи компонентов вся генерируемая энергия станет попадать туда, где она наиболее востребована, что особенно актуально в городских условиях.

В основу умных энергосистем должны лечь устройства, которые разработчики назвали интеллектуальными энергетическими агентами на основе фотоэлектрических модулей (PV-IEA). Каждый из них должен состоять из датчиков, электронного мозга и исполнительных устройств. Ученые определили пять областей, в которых нужно работать:

• оптимизация сбора энергии из внешних источников;
• создание реальных PV-IEA;
• стабилизация выработки энергии за счет интеграции накопителя в фотомодуль;
• беспроводная передача электроэнергии;
• интеграция в фотомодули светоизлучающих элементов для световой (Li-Fi) связи.

Также исследователи изложили одиннадцать возможных вариантов применения PV-IEA, подразумевающих создание в том числе следующих типов солнечных панелей:

• цветных с селективным оптическим фильтром и пассивным охлаждением;
• встроенных в вентилируемый фасады;
• с поддержкой Li-Fi связи;
• объединенных со светодиодными светильниками;
• способных вырабатывать электричество, преобразовывать его без проводов, а также принимать и отправлять информационные сигналы;
• образующих солнечные дороги;
• объединенных с накопителями энергии и предназначенные для применения в BIPV;
• полупрозрачных для выработки энергии вне помещений и управления освещением внутри зданий;
• устойчивых к затемнению и интегрированных в электронику для мониторинга городской среды;
• с возможностью беспроводной передачи энергии и обмена данными;
• встраиваемых в автомобили и способные связываться друг с другом через Li-Fi.

Мы ожидаем, что в следующем десятилетии научное сообщество станет свидетелем роста фотовольтатроники как области исследований, заключили голландские ученые. В то же время, чтобы иметь возможность представить реальное применение таких устройств, необходимо учесть юридические вопросы.

Ознакомится с научной статьей, недавно опубликованной в журнале Energy & Environmental Science, можно по этой ссылке

Источник: tudelft.nl

Сейчас читают

• Реальное альпинистское восхождение глазами участника

• 14 доказательств того, что коты и снег несовместимы, и это настоящий ужас с мгновенным тыгыдыком (когда первая реакция тотально не совпадает с ожиданиями)

• Хлеб со Святыми. Pan co santi.

• Жилой дом из 140-ка грузовых контейнеров построили в Йоханнесбурге

• Французский Риквир после локдауна

• Инновационный термоэлектрический материал превращает тепло в электроэнергию с рекордной эффективностью