Nathan Stirk/Getty Images
Согласно новому исследованию, двусторонние солнечные панели с технологией отслеживания движения солнца являются наиболее экономичным способом использования солнечной энергии. (1)
Двусторонние панели поглощают солнечное излучение как с верхней, так и с тыльной стороны, а технология одноосного слежения наклоняет панели в течение дня, чтобы они всегда были обращены к солнцу. (2, 3)
Используя эти две технологии в тандеме, фотоэлектрические (PV) системы могут производить на 35% больше энергии, чем стандартные PV системы, основанные на фиксированных односторонних панелях, говорится в исследовании, спонсором которого был Сингапурский исследовательский институт солнечной энергии (SERIS). (1)
Если учесть дополнительные затраты на технологию двустороннего и одноосного наклона, эти установки вырабатывают электроэнергию, которая в среднем на 16% дешевле, чем мощность, производимая стандартными фиксированными панелями.
Солнечная ферма, использующая обе технологии, может стоить примерно на 15% дороже, чем установка, в которой используются фиксированные односторонние солнечные панели, но в исследовании утверждается, что дополнительные вложения окупятся.
«Результаты стабильны, даже с учетом изменений погодных условий и затрат на солнечные панели и другие компоненты фотоэлектрической системы,» сказал ведущий автор Карлос Родригес-Гальегос, научный сотрудник SERIS. (4)
Родригес-Гальегос сказал, что есть много доказательств того, что эти технологии являются «безопасной ставкой на обозримое будущее», но предупредил, что «переходы требуют времени, и время должно будет показать, являются ли преимущества, которые мы видим, достаточно привлекательными для монтажников, чтобы сделать переход.
Исследование показывает, что, приняв эти две технологии, будущие солнечные фермы смогут производить больше зеленой энергии, что поможет странам во всем мире сократить выбросы углерода в электроэнергетическом секторе. (1)
По прогнозам Международного энергетического агентства, благодаря более низким инвестиционным затратам и сильной политической поддержке со стороны правительств 120 стран мира новые установленные фотоэлектрические мощности во всем мире вырастут на 145 гигаватт в 2021 году и на 162 гигаватта в 2022 году по сравнению со 135 гигаваттами, добавленными в 2020 году. (2)
Технологии в тандеме
На этой картинке показано, как эта работа выполняет всесторонний технико-экономический анализ фотоэлектрических систем во всем мире с использованием комбинации двухсторонних модулей и одно- и двухосных трекеров. Родригес-Гальегос и др. Джоуль
Двусторонние солнечные панели имеют верхнюю сторону, которая использует энергию, исходящую непосредственно от солнца, и заднюю сторону, которая улавливает альбедо – солнечное излучение, отражающееся от земли. Они существуют с 1960-х годов, но стали популярными лишь несколько лет назад, когда производственные затраты снизились, и быстро становятся лучшим выбором для новых солнечных ферм по всему миру. (5, 6)
Wood Mackenzie прогнозирует, что в 2024 году на двусторонние модули будет приходиться 17% мирового рынка солнечных панелей. Агентство заявило, что к тому времени установленная генерирующая мощность двусторонних солнечных панелей увеличится в четыре раза и достигнет 21 гигаватта. Основная причина быстрого роста – «растущая доступность», говорит WoodMac. (7)
Технология одноосного слежения, которая позволяет панелям наклоняться к солнцу, также существует уже некоторое время, и, хотя это дорого, она часто используется в крупномасштабных солнечных проектах. Технология двухосевого слежения может позволить панелям улавливать еще больше солнечного излучения, но не всегда рентабельна, поскольку имеет еще более высокую цену если только панели не установлены рядом с полюсами Земли, которые получают меньше солнечной энергии. (8, 9)
В исследовании отмечается, что усилия НИОКР долгое время были сосредоточены на повышении эффективности солнечных элементов для увеличения количества энергии, поглощаемой панелями, но утверждается, что ключом к увеличению производства является установка панелей, которые имеют как одноосное слежение, так и двустороннюю технологию.
Чтобы прийти к такому выводу, авторы исследования проанализировали спутниковые данные из Clouds and the Earth’s Radiant Energy System NASA (CERES), чтобы измерить общую радиацию, которая достигает различных частей поверхности нашей планеты каждый день. Принимая во внимание положение солнца в течение дня, ориентацию панелей и влияние погоды, исследователи сделали оценку стоимости электроэнергии, которую панели будут вырабатывать в течение своего 25-летнего срока службы.
Их расчеты действительны только для крупных солнечных ферм с тысячами модулей, а не для небольших установок с более высокими затратами на строительство одной панели, но, надеемся, настанет время, когда эти технологии станут достаточно доступными для домовладельцев.
«Пока исследования продолжаются, ожидается, что производственные затраты на эти материалы будут продолжать снижаться, и может быть достигнут момента времени, когда они станут экономически конкурентоспособными, и вы можете увидеть их на своей крыше,» говорит Родригес-Гальегос.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
