عصر المزيد من الطاقة الشمسية من الألواح الشمسية ، مع البيدو الأرضي

إذا ساءت أعراض متلازمة NIMBY ونفدت الولايات المتحدة من أماكن إنشاء مزارع شمسية جديدة ، فيمكننا دائمًا العودة والحصول على المزيد من الكهرباء من المزارع القديمة. هذه خلاصة من دراسة مستمرة من قبل المختبر الوطني للطاقة المتجددة. إنهم يلقون نظرة فاحصة وفاحصة على ما يحدث عندما تستثمر في الألواح الشمسية ثنائية الوجه بدلاً من الألواح العادية. بدأت الدراسة الصيف الماضي والنتائج مشجعة حتى الآن. في الواقع ، يمكنهم المساعدة في تحفيز مصفوفات الطاقة الشمسية الإضافية لمواقف السيارات والأسطح المبنية الأخرى أيضًا.

تختبر NREL الألواح الشمسية ثنائية الوجه لتقليل تكاليف توازن النظام (اقتصاص الصورة ، عبر NREL).

قاعدة الألواح الشمسية ثنائية الوجه ، أخرى سال لعابها

أول الأشياء أولاً: ما كل هذا عن البياض الأرضي؟ إنه ليس شيئًا تضيفه إلى الكاري ، ولا يوجد شيء مثل البياض الكامل أو ، في هذا الصدد ، البياض المهروس.

إذا كان بإمكانك رؤية القمر ، فإنك ترى البياض الأرضي ، ويعرف أيضًا باسم الضوء المنعكس من سطح ما.

دراسة NREL هي مشروع مدته ثلاث سنوات حول تأثير البياض الأرضي على ناتج الطاقة للألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه ، والتي تشير إلى الألواح الشمسية التي يمكنها جمع الضوء من المؤخرة وكذلك من الأمام.

إذا سبق لك أن رأيت مزرعة شمسية ، فقد لا يكون لهذا الشيء ذي الوجهين معنى كبير. بعد كل شيء ، المؤخر هو الجانب المواجه للشمس.

ومع ذلك ، عندما تفكر في الضوء المنعكس من السطح ، فإن كل شيء يقع في مكانه. في الواقع ، تجاوزت نتائج الدراسة حتى الآن التوقعات في السنة الأولى.

من سيدفع مقابل كل هذا؟

لا يعني جمع الطاقة الشمسية من الجانب الخلفي إنشاء خلية شمسية جديدة بالكامل. إنه يعني ببساطة استخدام الزجاج أو البلاستيك الشفاف على الجانب الخلفي.

تقدر NREL أن الألواح الشمسية ثنائية الوجه تكلف حوالي 10 ٪ أكثر من نظيرتها من جانب واحد. إذن السؤال هو كيف تقنع مطوري الطاقة الشمسية والمستثمرين بأن التكلفة الإضافية ستؤتي ثمارها.

الفكرة هي تحديد فائدة الألواح الشمسية ثنائية الوجه من حيث تكاليف توازن النظام. بمعنى آخر ، يتوافق ناتج الطاقة الأعلى من كل لوحة شمسية مع انخفاض تكاليف الأجهزة لكل ميغاواط. من المحتمل أن تحصل على نفس الإخراج باستخدام عدد أقل من الألواح الشمسية ، وهذا يقلل من الأجهزة الأخرى بما في ذلك العاكسات ، والأرفف ، وأنظمة التعقب ، والوصلات ، وما إلى ذلك.

هذا هو المكان الذي يساعد بالتأكيد في الحصول على البيانات في متناول اليد. تهدف دراسة NREL إلى إنشاء أفضل الممارسات التي تجعل الاستثمار الإضافي المقدم مجديًا.

بصرف النظر عن جمع البيانات الصلبة على المصفوفة المثبتة على الأرض في المختبر ، تتضمن الدراسة محاكاة حاسوبية تطبق البيانات على جميع أنواع المواقف الأخرى. تعتبر الألواح الشمسية لمواقف السيارات ومنافذ السيارات مجال اهتمام خاص ، مع الأخذ في الاعتبار الضوء الذي يمكن أن ينعكس من الأسطح المرصوفة والسيارات المتوقفة.

هذا هو الشرح من المختبر:

"يتوقع باحثو NREL أن البيانات الجديدة ستزيل الحواجز أمام تطوير التكنولوجيا المتطورة من خلال توفير المعلومات وأفضل الممارسات التي تزيد من كفاءة التركيب ، وتقلل التكاليف ، وتحسن المتانة."

حتى الان جيدة جدا. حصل المختبر بالفعل على دعم من صناعة الطاقة الشمسية لهذا الجهد. تُعد شركات الطاقة الشمسية الأمريكية ، بما في ذلك Prism Solar و Sunpreme و Lumos Solar ، شركاء إلى جانب ثلاث "شركات تصنيع عالمية كبرى". ستكون النتيجة النهائية هي معايير للألواح الشمسية التقليدية وثنائية الوجه من نفس العلامات التجارية.

كما هو متوقع ، وجدت NREL حتى الآن أن الضوء المنعكس من الثلج له أكبر تأثير على إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية ثنائية الوجه ، مقارنة بغطاء الأرض من العشب.

هذا تطور مثير للاهتمام بالنظر إلى أن ولاية ألاسكا الثلجية كانت تعتمد على مزارع الطاقة الشمسية لتزويد القرى النائية التي تقع على الطرق الوعرة بطاقة نظيفة يمكن الاعتماد عليها وبأسعار معقولة.

من المعروف أن الألواح الشمسية تعمل بكفاءة أكبر في الطقس البارد ، ومن المعروف أيضًا أن الضوء المنعكس من الثلج يحسن كفاءة تحويل الطاقة الشمسية على الجانب الأمامي. يمكن أن يساعد الجانب ثنائي الوجه في تسريع اعتماد الطاقة الشمسية في ألاسكا وأجزاء الطقس البارد الأخرى في الولايات المتحدة.

الخطوات التالية لألواح الطاقة الشمسية ثنائية الوجه

إن المبرر الاقتصادي للاستثمار في الألواح الشمسية ثنائية الوجه في المناطق غير الثلجية في الولايات المتحدة هو مسألة معرفة كيفية تعظيم البياض الأرضي بأسطح مختلفة.

بعض هذه الأبحاث جارية بالفعل بشكل مجزأ في القطاع الخاص ، ولكن دراسة NREL لمدة ثلاث سنوات هي أول تحليل شامل مع البيانات المفتوحة للجمهور ، لذلك تعانق مجموعة دافعي الضرائب!

في العام الماضي ، كان التركيز على الغطاء الجليدي والعشب ، وكانت أفضل النتائج هي الثلج. كان أداء العشب أفضل لأنه تحول إلى اللون البني خلال موسم النمو.

سيبحث المختبر في الغطاء النباتي الإضافي للغطاء الأرضي هذا العام. في السنة الأخيرة من الدراسة سوف يتحولون إلى الصخور المكسرة. يعتبر غطاء القماش الأبيض من نوع ما خيارًا آخر قيد الدراسة.

هممم … أموالنا على الغطاء النباتي. بدأ مجال الخلايا الزراعية بالفعل في جذب انتباه المزارعين المهتمين بدمج المصفوفات الكهروضوئية مع محاصيل الرعي وموائل الملقحات. لماذا تترك كل هذه الأرض الجميلة تضيع على الصخور المكسرة أو أي شيء آخر؟

وفي الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن الدراسة تتضمن أيضًا مكونًا لتخزين الطاقة ، ولكن ليس فقط أي تخزين طاقة قديم. النظام قيد الدراسة بأحدث بطاريات الفاناديوم الرياضية المتدفقة من شركة أفالون.

عنصر تخزين الطاقة هو عنصر حاسم. تعد زيادة الإنتاج من الألواح الشمسية خلال فترات الذروة أمرًا جيدًا وجيدًا ، ولكن إذا لم يكن هناك أي شخص موجود لاستخدام الكهرباء ، فستواجه مشكلة تقليص ، ما لم يكن بإمكانك إيقاف الكهرباء لاستخدامها لاحقًا.

مثير للإعجاب! تتواصل CleanTechnica مع المختبر لمعرفة سبب غمسها في المجال الجديد نسبيًا لبطاريات التدفق بدلاً من الاعتماد على مجموعة بطاريات الليثيوم أيون التقليدية ، لذا ترقبوا المزيد حول ذلك.

الصورة (اقتصاص): بإذن من المختبر الوطني للطاقة المتجددة.