מערך פוטו-וולטאי עוקב אחר השמש לשימוש באזורים מוגבלי מקום

מדענים בדרום קוריאה ייצרו מערכת PV 3D הניתנת לשינוי צורה, המבוססת על יחידות תאים סולאריים עם תאים, שלטענתה מהווה פתרון אידיאלי עבור סביבות עירוניות וכפריות כאחד, עם שטחים מוגבלים לפריסת חשמל פוטו.

המערכת המוצעת מבוססת על רכיבי סגסוגת זיכרון צורה הפועלים כמפעילים, המבוססים על טמפרטורת התאים הסולאריים, להתאמה אוטומטית של צורת המערך בתגובה לשמש'מיקום, ללא צורך במכונות."שטח החתך הניצב לאור הנכנס גדל ככל שהמפעיל משטח את הפאנלים, מה שמאפשר אפקט מעקב סולארי אוטומטי," הסבירו החוקרים."בנוסף, ניתן ליישם תפיסה זו של מעקב אחר השמש על מודולים בעלי עמודים, אשר יש להם יתרון בכך שהם משתמשים בתאים סולאריים מסחריים של סיליקון גבישי (Si)."

על פי צוות המחקר, מערכת ה-PV מסוגלת להגדיל את תפוקת החשמל ב-60 אחוז במהלך יום בהשוואה ללוח שטוח קבוע, בשל אורך הצל הקצר יותר והאפקט הדו-צדדי המתקבל במהלך שינוי צורה."אור ישיר נאסף ביעילות על משטחים מסוימים ואור מפוזר ומוחזר נאסף על משטחים אחרים, אפקט שלא ניתן להשיג במודולים סולאריים המשתמשים במערכות מעקב קונבנציונליות," הם הדגישו.

התאים הסולאריים נחתכו במגוון צורות כמו מלבנים, משולשים שווי צלעות ומשולשים ישרי זווית, כאשר גומי סיליקון או רשת מתכת שימשו כעמוד השדרה ליצירת צורת הקשת הדו-ממדית. התאים הונחו על רצועת עמוד השדרה במרווחים קבועים וחוברו באמצעות חוטי מתכת או אלקטרודות טקסטיל והלחמה. רצועות סגסוגת הצורה-זיכרון נוצרו מסגסוגת ניקל-טיטניום-צורה-זיכרון והונחו על פני השטח של כל פאנל תא סולארי. לאחר מכן, התאים הסולאריים המכוסים כוסו בחומר סיליקון בשיטת מעטפת.

החוקרים הצביעו על כך שבמודולים המצוירים, הטרנספורמציה של מערך התאים הסולאריים מופעלת על ידי מרכיבי הצורה-זיכרון-סגסוגת בין יחידות ה-ssellation ובחללי ההצמדה."לכן, הטמפרטורה של רכיבי סגסוגת הצורה-זיכרון בין משטחי התאים הסולאריים חשובה יותר מהטמפרטורה של המשטחים עצמם," אמרו גם."הטמפרטורות של רכיבי הצורה-זיכרון-סגסוגת הממוקמים בין יחידות התאים הסולאריים במרחק של 3 מ"מ משטח התא וזו של עמוד השדרה של ההצמדה עוקבות אחר מגמה דומה לטמפרטורת פני התאים הסולאריים, אך עם ערכים ש הם 2–6 תוֹאַרג' נמוך יותר."

המכשיר נבדק בתנאי תאורה סטנדרטיים וביצועיו הושוו לאלו של לוחות שטוחים קבועים רגילים. יעילות המערכת הוערכה בהתבסס על תפוקת הכוח המקסימלית מהמערך ליחידת שטח מותקן.

הספק הפלט של מערכי התאים הסולאריים עם עמודים נמצא יורד עם הגדלת זווית הפגיעה (AOI) או יורדת כאשר עוקבים אחר הקוסינוס של ה-AOI."עם זאת, ביצועי המעקב הסולאריים המעולים של מערכי התאים הסולאריים התלת-ממדיים הניתנים לשינוי צורה הושפעו מעט מה-AOI," הקבוצה הקוריאנית ציינה, וציינה כי היעילות המבוססת על אזור מותקן הועלתה על ידי המעקב הסולארי הניתן לשינוי צורה בכל המקרים."היעילות של מערכי תאים סולאריים הניתנים לשינוי צורה ביחס לאזור ההתקנה יכולה לספק ביצועים כל-כיווניים מעולים בהשוואה לפאנלים סולאריים שטוחים קבועים."

תאים סולאריים בעלי זווית הדוקה בצורת משולש הראו את הביצועים הטובים ביותר בקשת הקצרה והציעו ביצועים מעולים תחת אור בולט מכל-כיווני."החלק של המערך המוצלל בעצמו במהלך טרנספורמציה של צורה פועל כצד ההפוך של מודול פוטו-וולטאי דו-צדדי, ומספק מערכי תאים סולאריים הניתנים לשינוי צורה עם היתרונות של מערכת מעקב סולארית וגם של מודול PV דו-צדדי," סיכמו המדענים."מחקר זה מציג את מושג המודול הפוטו-וולטאי הניתן לשינוי צורה; נותרו תחומי מחקר רבים נוספים, כולל ניהול כוח יעיל של כל תא ועיצובי תלת מימד המתאימים ליישומים ספציפיים."

טכנולוגיית התא הוצגה בעיתון"תאים סולאריים גבישיים Si גבישיים אוטומטיים הניתנים להמרה עצמית הניתנים להמרה סולרית באמצעות הפעלת צורה-זיכרון-סגסוגת במקום," פורסם בדוחות מדעיים. קבוצת המחקר נוצרה על ידי מדענים מהמכון לחקר האלקטרוטכנולוגיה של קוריאה ומהאוניברסיטה למדע וטכנולוגיה.