Фотовольтатроника: как умные солнечные батареи смогут распределять энергию и информацию в городах - «Новости Электроники»

Ученые из Делфтского технического университета Нидерландов определили новую область исследований в сфере солнечной энергетики, которую они назвали фотовольтатроникой. Она связана с разработкой интеллектуальных фотоэлектрических систем, состоящих из многофункциональных компонентов.

Как объяснил профессор Делфтского технического университета Миро Земан, фотоны и электроны в фотоячейках — это носители не только энергии, но и информации.

В своей работе ученые, помимо прочего, назвали конечную цель исследований в новой области — создание солнечных панелей, взаимодействующих друг с другом и с другими устройствами. Благодаря такой связи компонентов вся генерируемая энергия станет попадать туда, где она наиболее востребована, что особенно актуально в городских условиях.

В основу «умных» энергосистем должны лечь устройства, которые разработчики назвали «интеллектуальными энергетическими агентами на основе фотоэлектрических модулей» (PV-IEA). Каждый из них должен состоять из датчиков, электронного «мозга» и исполнительных устройств. Ученые определили пять областей, в которых нужно работать:

• оптимизация сбора энергии из внешних источников;


• создание реальных PV-IEA;


• стабилизация выработки энергии за счет интеграции накопителя в фотомодуль;


• беспроводная передача электроэнергии;


• интеграция в фотомодули светоизлучающих элементов для световой (Li-Fi) связи.

Также исследователи изложили одиннадцать возможных вариантов применения PV-IEA, подразумевающих создание в том числе следующих типов солнечных панелей:

• цветных с селективным оптическим фильтром и пассивным охлаждением;


• встроенных в вентилируемый фасады;


• с поддержкой Li-Fi связи;


• объединенных со светодиодными светильниками;


• способных вырабатывать электричество, преобразовывать его без проводов, а также принимать и отправлять информационные сигналы;


• образующих солнечные дороги;


• объединенных с накопителями энергии и предназначенные для применения в BIPV;


• полупрозрачных для выработки энергии вне помещений и управления освещением внутри зданий;


• устойчивых к затемнению и интегрированных в электронику для мониторинга городской среды;


• с возможностью беспроводной передачи энергии и обмена данными;


• встраиваемых в автомобили и способные связываться друг с другом через Li-Fi.

«Мы ожидаем, что в следующем десятилетии научное сообщество станет свидетелем роста фотовольтатроники как области исследований, — заключили голландские ученые. — В то же время, чтобы иметь возможность представить реальное применение таких устройств, необходимо учесть юридические вопросы».

Ознакомится с научной статьей, недавно опубликованной в журнале Energy & Environmental Science, можно по этой ссылке

Источник: tudelft.nl