Интегрированная фотовольтаика: немецкие ученые предлагают встраивать солнечные панели в здания, дороги, машины, сельское хозяйство и водоемы - «Новости Электроники»

Фраунгоферовский институт солнечо-энергетических систем (Fraunhofer ISE) представил на международной конференции EU PVSEC 2019 в Марселе глобальную концепцию интеграции солнечных батарей в здания, автомобили, сельское хозяйство, водоемы и транспортную инфраструктуру.

Согласно презентации, в Германии одни только интегрированные в здания солнечные технологии и агрофотовольтаика обладают совокупным техническим потенциалом в несколько сотен ГВт электроэнергии. Интегрированные фотоэлектрические системы также создают синергизм с другими аспектами жизнедеятельности человека, например, увеличивая запас хода электромобилей или улучшая защиту от шума на дорогах, а также снижают зависимость пользователей от централизованных энергосетей.

В своем пресс-релизе Fraunhofer ISE выделяет пять областей, в которых может иметь место интеграция фотоэлектрических систем.

Интегрированная в здания фотовольтаика

В случаях интегрированных в здания солнечных элементов (BIPV) строительные конструкции не только генерируют электроэнергию, но также обеспечивают дополнительную теплоизоляцию и защиту от ветра и шума. Кроме того, такой подход уменьшает связанные со зданиями выбросы CO2. Fraunhofer ISE уже имеет в своем активе различные гибкие форматы и высокоэффективные солнечные элементы с филигранной металлизацией и цветовыми вариациями для модулей, встраиваемых в фасады зданий или крыши.

Агрофотовольтаика

Агрофотовольтаика включает в себя установку солнечных модулей над культивируемыми землями, что позволяет увеличить общую мощность солнечных электростанций, при одновременном использовании земли в сельскохозяйственных целях. Дополнительные преимущества включают защиту урожая от повреждений, вызванных градом, засухой и заморозками, а также уменьшенную потребность в поливе.

Интегрированная в автомобили фотовольтаика

В интегрированных в автомобиль фотоэлектрических элементах солнечные модули заменяют части корпуса транспортного средства и подают питание на электрические компоненты или в аккумуляторные батареи электромобилей.

Инженеры Fraunhofer ISE разработали солнечную крышу для автомобилей со сферической криволинейной конструкцией и высокоэффективными солнечными элементами, мощность которых составляет около 210 Вт/м2. Перекрывающиеся соединения в гибкой системе позволяют оптимально использовать площадь модуля для выработки электроэнергии, сохраняя при этом целостность дизайна и привлекательный внешний вид. Институт также работает над фотоэлементами без использования стекла для легких строительных конструкций в коммерческих автомобилях.

Дорожно-интегрированные системы

Дорожно-интегрированные фотоэлектрические системы включают в себя установку солнечных модулей в, на и над транспортными путями. Область применения варьируется от прямой интеграции: на улицах, тротуарах и общественных площадях, до использования на железных дорогах и других связанных с движением транспорта и пешеходов поверхностях.

Вместе с тем, инженерам еще предстоит проделать много работы, чтобы поставить технологию на коммерческие рельсы. Например, солнечные панели, которые интегрированы в дорожные полотна, должны обеспечивать достаточную степень сцепления с дорогой для всех участников дорожного движения, независимо от погодных условий, что требует разработки долговечных структурированных поверхностей модулей.

Плавучие солнечные электростанции

Преимущества, предлагаемые фотоэлектрическими системами, размещаемыми над водой, заключаются в недорогой крупномасштабной реализации, а также повышении эффективности модулей благодаря охлаждающим эффектам воды. Водоемы при этом получают преимущество в виде понижения скорости испарения, которое помогает ограничить потери воды.

500 ГВт к 2050 году

По словам ученых Фраунгофера, к 2050 году Германии может потребоваться до 500 гигаватт установленной мощности солнечных электростанций. Чтобы избежать конфликтов в землепользовании и снизить сопротивление общественности столь масштабному расширению, жизненно важно минимизировать пространство, необходимое для удовлетворения этого спроса. Именно здесь пригодятся технологии для установки солнечных батарей в нетрадиционных местах.

Источник: ise.fraunhofer.de