Ana Sayfa Makale Yeşeren Teknoloji Güneş paneli üzerindeki pasif alanların canlandırılması

Güneş paneli üzerindeki pasif alanların canlandırılması

Güneş ışığı, dünya enerji talebini süresiz ve yeterli miktarda karşılayacak enerjiyi potansiyeline sahiptir. Güneş ışığı, yenilenebilir enerji sistemlerinin tasarımına yön verecek iki özelliği vardır. İlki zemin veya çatı gibi sabit bir alana düşen ışığın güç miktarıdır. Bu miktar, günün saatine ve mevsimlere göre değişir. İkincisi ise güneş ışınlarının spektrumudur.

Geleneksel fotovoltaik (PV) modüller (birbirine bağlı arka temas modülleri hariç), genellikle önemli ölçüde aktif olmayan modül yüzey alanına (%7-11) sahiptir. Bu, modülün toplam alanını ve sonuçta ortaya çıkan güç dönüştürme verimliliği, silikon disk kesme tekniklerinden ve metal bağlantı noktalarından azalır.

Evlerin, binaların çatılarında bulunan güneş panellerinde birçok hücre sert bir panel üzerine monte edilir, birbirine bağlanır ve koruyucu camla kaplanır. Güneş pilleri içerisinde bulunan aktif katmana ait kimyasal bileşenlerin kimliğine uygun enerji aralığında gelen güneş ışığı ile en iyi şekilde çalışır. Hücreleri bağlamak için bir miktar panel alanı gereklidir ve güneş pilinin şekli, kalan panel alanının tamamının güneş ışığını toplamasına izin vermeyebilir. Bu etkiler, güneş panelinin verimini olumsuz yönde etkiler. Bir güneş panelinde mümkün olduğunca fazla güneş ışığı yakalamak güneş enerjisini yüksek verimde kullanabilmek için oldukça önemlidir.

Arizona Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yakın zamanda bir güneş panelini aydınlatırken pasif yüzeyler tarafında kullanılamayan güneş enerjisini işlevsel hale getirebilmek için yeni bir teknoloji geliştirdiler. Journal of Photonics for Energy’de (JPE) yayımlanan makalede de anlatıldığı üzere güneş paneli paketlerine kolayca yerleştirilebilen hologramlar ürettiler. Her hologram, güneş ışığının renklerini ayırarak güneş paneli içerisindeki güneş hücrelerine yönlendirir. Bu yöntem, bir yıl boyunca güneş paneli tarafından dönüştürülen güneş enerjisi miktarını yaklaşık %5 oranında artırabilir. Bu teknoloji sayesinde bir evin, bir şehrin veya bir bir ülkenin güç ihtiyacını karşılamak için gerekli olan güneş panellerinin sayısı ve dolayısıyla üretim maliyetleri azaltacaktır.

Düşük maliyet, sürdürülebilir tasarım

Düşük maliyetli bir holografik optik eleman ve bir difüzörü geleneksel PV modüllerinde birleştiren bir holografik ışık toplayıcı (HLC), aktif olmayan modül alanı üzerinde güneş aydınlatmasını toplamak için önerilmiş ve değerlendirilmiştir. Holografik ışık kollektöründe düşük maliyetli holografik optik elemanı ve bir difüzör birleştiriliyor. Optik eleman, maksimum etkili ışık toplamak için fotovoltaik modülün merkezine simetrik olarak konumlandırılmıştır.

Ekip, günün farklı saatlerinde, yılın farklı mevsimlerinde ve farklı coğrafi konumlarda güneş açılarının bir fonksiyonu olarak holografik ışık toplayıcısının, farklı mevsim ve coğrafi konumlarda güç toplama verimliliğini değerlendirmek için tekrarlanabilir bir yöntem sunmuştur.

Bu sistem sayesinde güneş pillerinin yıllık enerji veriminde (EY) ortalama %4,2’lik bir iyileştirme elde edilebileceği bulunmuştur.

 

Kaynak

Zhao, J., Chrysler, B., Kostuk, R. K. (2021). Holographic low concentration optical system increasing light collection efficiency of regular solar panels, J. Photon. Energy, 11(2), 027002. https://doi.org/10.1117/1.JPE.11.027002

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar