Гигантский скачок в солнечной энергетике: солнечная листва, вдохновленная природой, намного эффективнее

Использование солнечной энергии увеличивается с каждым днем, но фотоэлектрические элементы преобразуют в электричество лишь часть солнечной энергии. Большая часть его теряется в виде тепла. Решение в виде фотоэлектрической панели представляет собой гибридную систему, вдохновленную природой, которая использует биотранспирацию для охлаждения фотоэлектрических элементов. Эта инновационная концепция снижает рабочую температуру на 26°C, повышает электрический КПД и адаптируется к различным температурам окружающей среды. Нововведение было недавно опубликовано в природа,.

Примечательно, что фотоэлектрические панели также могут использовать соленую воду в качестве охлаждающей жидкости, что обеспечивает устойчивое решение в районах, где не хватает пресной воды. Помимо охлаждающей способности фотоэлектрические панели одновременно генерируют электроэнергию, тепло и чистую воду, что значительно увеличивает полезность солнечной энергии. Благодаря своей способности эффективно решать проблемы терморегулирования, выработки электроэнергии и нехватки воды, фотоэлектрические панели являются важным шагом на пути к устойчивому и эффективному использованию солнечной энергии.

Слой платины

В основе этой передовой технологии лежит биомиметический транспирационный слой (слой BT), который был оригинально сформирован из бамбуковых волокон и клеток гидрогеля. Слой BT пассивно передает воду из отдельного резервуара в солнечный элемент, снижая рабочую температуру элемента. Это снижение температуры повышает эффективность преобразования энергии, в результате чего из того же количества солнечного света генерируется больше электроэнергии.

От бесполезного тепла к полезной энергии

Фотоэлектрические панели не только охлаждают солнечные элементы, но и отводят избыточное тепло. Вместо того, чтобы теряться в виде отходов, тепло производит воду и тепловую энергию, превращая фотоэлектрические панели в мультиэнергетическую систему. Этот инновационный подход к производству электроэнергии значительно повышает эффективность солнечной энергии и представляет собой большой шаг вперед в устойчивом использовании солнечной энергии.

Испытания с фотоэлектрическими панелями показали эффективность преобразования энергии 15,0% и коэффициент заполнения 0,77, что превосходит показатели автономных фотоэлектрических панелей. Эти результаты показывают, как инновационный механизм охлаждения фотоэлектрических панелей может улучшить производительность солнечных энергетических систем.

Технико-экономическое обоснование

Фотоэлектрические панели не только хорошо работают, но и имеют экономический смысл. Дополнительные компоненты, необходимые для фотоэлектрических панелей, включая пленку BT и резервуар для воды, стоят около 1,1 доллара за квадратный метр. Это всего 2% от стоимости обычных солнечных батарей. Предполагаемый срок окупаемости этих дополнительных компонентов составляет менее полугода.

Кроме того, концепцию фотоэлектрических панелей можно распространить на более крупные коллекторы. Простота системы также делает ее привлекательной, поскольку она не требует дорогих пористых материалов, насосов или контроллеров, что делает ее подходящей для применения в фотоэлектрических системах с несколькими поколениями и терморегулированием.

Решение проблемы нехватки воды

Еще одной примечательной особенностью фотоэлектрических панелей является возможность использовать соленую воду в качестве теплоносителя. Это означает, что система может работать в районах, где не хватает пресной воды. Он также может генерировать дополнительные 1,1 л/час/м2 пресной воды под воздействием солнечного света, что может значительно улучшить водоснабжение в засушливых регионах.

Это свойство также делает фотоэлектрические панели особенно подходящими для жаркого и сухого климата, где они превосходят обычные фотоэлектрические системы. Улучшение показателей транспирации в таких условиях может сделать фотоэлектрические панели важным игроком в переходе к возобновляемым источникам энергии в этих регионах.