Корзина
7 отзывов
  • " Ваш сонячний дім "
  • Статьи
  • Вчені в Нідерландах планують побудувати інтелектуальні фотоелектричні пристрої для енергетичних та інформаційних систем.

Вчені в Нідерландах планують побудувати інтелектуальні фотоелектричні пристрої для енергетичних та інформаційних систем.

Вчені в Нідерландах планують побудувати інтелектуальні фотоелектричні пристрої для енергетичних та інформаційних систем.

27.11.20

Вчені в Нідерландах планують побудувати інтелектуальні фотоелектричні пристрої для енергетичних та інформаційних застосувань. Їх намір полягає в тому, щоб зробити цей підхід новим полем досліджень фотоелектричних систем, кінцевою метою якого є надання можливості сонячним елементам взаємодіяти між собою та з іншими пристроями, забезпечуючи, щоб вся вироблена енергія потрапляла саме там, де це потрібно, особливо в міському середовищі. Вчені з Технологічного університету Делфта (TU Delft) у Нідерландах визначили нову галузь досліджень у галузі фотоелектрики, яку вони назвали фотовольтатроніка, що стосується впровадження інтелектуальних фотоелектричних пристроїв у компоненти з різними функціональними можливостями.

Професор ТУ Делфт Міро Земан пояснив, що фотони та електрони в сонячних елементах є не тільки носіями енергії, але й носіями інформації. "Наша ідея полягає в тому, щоб знайти розумний спосіб поєднання цих двох характеристик та об'єднання функціональності енергії та носія інформації в одному пристрої", - заявив він. "Це дозволить вам сконструювати сонячні елементи таким чином, щоб у вас з'явився новий компонент, який не тільки виробляє електроенергію, але й обробляє інформацію".

Яким чином передбачається впровадження цього підходу, пояснюється в роботі Photovoltatronics: інтелектуальні фотоелектричні пристрої для енергетичних та інформаційних застосувань, опублікованій в Energy & Environmental Science, в якій голландська група визначила кінцевою метою цієї нової галузі досліджень створення сонячної енергії клітини для зв’язку між собою та іншими пристроями, забезпечуючи, щоб вся генерована енергія потрапляла саме там, де це потрібно, особливо в міському середовищі.

Це буде досягнуто шляхом створення того, що дослідники називають інтелектуальними енергетичними агентами на основі PV (PV-IEA). "Будуть розроблені нові PV-IEA, що поєднують PV-технологію з фотонікою, мікро- та силовою електронікою, сенсорними технологіями, накопичувачем енергії, бездротовим зв'язком та інформатикою", - констатують вчені. Кожен з цих пристроїв повинен базуватися на трьох основних елементах: датчики для вимірювання їх умов навколишнього середовища та внутрішнього стану; алгоритми управління та “мозок”, який відповідає за їх виконання; а виконавчі механізми необхідні для виконання та управління рішеннями, прийнятими мозку. "В даний час фотоелектричні генератори виконують лише одну функцію, а саме виробництво електроенергії, тому вони зазвичай мають лише електроприводи, такі як оптимізатори потужності", - пояснили далі дослідники. "Натомість PV-IEA можуть бути багатофункціональними, отже, вони можуть містити також неелектричні виконавчі механізми, наприклад, оптичні". Було визначено п’ять напрямків досліджень для майбутніх розробок у новій галузі. До них належать: моделювання оптимального збирання енергії з навколишніх джерел енергії; створення реальних інтелектуальних енергетичних агентів на основі PV; стабілізація виходу енергії за рахунок інтеграції накопичувача в PV-модулі; бездротова передача електроенергії за допомогою нової електродної конструкції фотоелектричних панелей; та інтеграція та управління світлогенеруючими елементами для світлового зв'язку.

Приклад того, що ці п’ять доменів у сукупності можуть принести в майбутнє міське середовище, описано в роботі через модель, що показує одинадцять потенційних застосувань фотовольтайки та включає наступні нововведення: кольорові фотоелементи з селективним оптичним фільтром для пасивного охолодження; PV-димохід, інтегрований у природний вентильований фасад для передачі тепла: PV-модулі, що використовуються як приймачі сигналу світлостійкості (LiFi); Світлодіод, що живиться від фотоелектричних блоків; PV-пристрої, які можуть виробляти електроенергію, трансформувати її бездротовим способом, а також надсилати / приймати сигнали даних, які вони також називали PV-LED-елементами; сонячні дороги; інтегровані для зберігання фотомодулі для фасадів; напівпрозорі клітини BIPV для зовнішньої генерації енергії та управління світлом у приміщенні; розумні фотомодулі з високою переносимістю затінення, вбудовані в сенсорну електроніку для міського моніторингу; PV модулі з бездротовою передачею енергії та можливостями обміну даними; та транспортні засоби на сонячній батареї із вбудованим PV-IEA, що взаємодіють між собою через LiFi.

"Ми очікуємо, що в наступному десятилітті наукове співтовариство стане свідком зростання фотовольтайки як дослідницького поля", - підсумували голландські вчені. "У той же час, щоб мати можливість впроваджувати прилади фотовольтайки в реальні програми, необхідно оцінити юридичні проблеми та зобов'язання, пов'язані з їх використанням".

Другие статьи