«Результаты стабильны, даже с учетом изменений погодных условий и затрат на солнечные панели и другие компоненты фотоэлектрической системы в довольно широком диапазоне», – говорит первый автор Карлос Родригес-Гальегос, научный сотрудник. в Сингапурском исследовательском институте солнечной энергии, спонсируемом Национальным университетом Сингапура. "Это означает, что в обозримом будущем вложения в двусторонние системы и системы слежения должны быть беспроигрышными ставками."
Исследовательские усилия, как правило, сосредоточены на дальнейшем увеличении выработки энергии от солнечных энергетических систем за счет повышения эффективности солнечных элементов, но выход энергии на панель также может быть увеличен другими способами.
Например, двусторонние солнечные панели производят больше энергии на единицу площади, чем их стандартные аналоги, и могут работать в аналогичных местах, включая крыши. Этот стиль солнечных панелей, а также технология отслеживания, которая позволяет каждой панели улавливать больше света, наклоняясь в соответствии с солнцем в течение дня, могут значительно улучшить выход энергии солнечных элементов даже без дальнейшего улучшения возможностей самих элементов.
Однако совокупный вклад этих новейших технологий полностью не изучен.
Чтобы определить глобальные экономические преимущества, связанные с использованием различных парных фотоэлектрических технологий, Родригес-Гальегос и его коллеги сначала использовали данные из Облаков НАСА и Системы радиантной энергии Земли (CERES) для измерения общего излучения, которое достигает Земли каждый день. Исследователи дополнительно адаптировали эти данные, чтобы учесть влияние положения солнца на количество излучения, которое солнечная панель может получать в зависимости от ее ориентации, а затем рассчитали среднюю чистую стоимость производства электроэнергии с помощью фотоэлектрической системы на протяжении всего срока ее службы.
Они сосредоточились на крупных фотоэлектрических фермах, состоящих из тысяч модулей, а не на меньших фотоэлектрических системах, которые обычно включают более высокие сопутствующие расходы на модуль. Команда проверила свою модель, используя измеренные значения из экспериментальных установок, предоставленных тремя институтами, и включила дополнительные погодные параметры для проведения глобального анализа.
Модель предполагает, что двусторонние солнечные панели в сочетании с технологией одноосного отслеживания являются наиболее экономически выгодными практически в любой точке планеты, хотя двухосные трекеры, которые отслеживают путь солнца еще точнее, но стоят дороже, чем одноосные трекеры. – более выгодная замена в близких к полюсам широтах. Но, несмотря на очевидные преимущества этой технологии, Родригес-Гальегос не ожидает, что этот стиль фотоэлектрической системы в одночасье станет новым стандартом.
«Рынок фотогальваники традиционно консервативен», – говорит он. "Все больше и больше свидетельств указывают на то, что двусторонние технологии и технологии слежения являются надежными, и мы видим, что все больше и больше их применяют на местах.
Тем не менее, переходы требуют времени, и время должно показать, являются ли преимущества, которые мы видим, достаточно привлекательными для установщиков, чтобы сделать переход."
В то время как в этой работе рассматриваются стандартные солнечные элементы на основе кремния, Родригес-Гальегос и его коллеги планируют проанализировать потенциал систем слежения в сочетании с дорогостоящими первоклассными солнечными материалами с более высокой эффективностью (так называемые тандемные технологии), которые в настоящее время используются. ограничивается мощными концентраторами фотоэлектрических и космических приложений.
«Пока исследования продолжаются, ожидается, что производственные затраты на эти материалы будут продолжать снижаться, и может быть достигнут момент времени, когда они станут экономически конкурентоспособными, и вы можете увидеть их на своей крыше», – говорит Родригес-Гальегос. "Затем мы стремимся быть на шаг впереди этого потенциального будущего, чтобы наши исследования могли использоваться в качестве руководства для ученых, производителей, установщиков и инвесторов."