Réseau photovoltaïque tessellé de suivi du soleil pour une utilisation dans des zones à espace restreint
Feb 09, 2022
Des scientifiques sud-coréens ont fabriqué un système photovoltaïque 3D transformable en forme basé sur des unités de cellules solaires tessellées qui est considéré comme une solution idéale pour les environnements urbains et ruraux avec des zones limitées pour le déploiement du photovoltaïque.
Le système proposé est basé sur des composants en alliage à mémoire de forme qui agissent comme des actionneurs, en fonction de la température de la cellule solaire, pour ajuster automatiquement la forme du réseau en réponse au soleil', sans besoin de machines."La section transversale perpendiculaire à la lumière incidente augmente à mesure que l’actionneur aplatit les panneaux, ce qui facilite un effet de suivi solaire automatisé,"ont expliqué les chercheurs."En outre, ce concept de suivi solaire peut être appliqué à des modules tessellés, qui ont l’avantage d’utiliser des cellules solaires en silicium cristallin (Si) commerciales largement disponibles."
Selon l’équipe de recherche, le système photovoltaïque est capable d’augmenter le rendement électrique de 60% sur une journée par rapport à un écran plat fixe en raison de la longueur d’ombre plus courte et de l’effet bifacial obtenu lors de la transformation de la forme."La lumière directe est recueillie efficacement sur certaines surfaces et la lumière diffusée et réfléchie est recueillie sur d’autres surfaces, un effet qui ne peut pas être obtenu dans les modules solaires qui utilisent des systèmes de suivi conventionnels,"ont-ils souligné.
Les cellules solaires ont été découpées dans une gamme de formes telles que des rectangles, des triangles équilatéraux et des triangles à angle droit, avec du caoutchouc de silicone ou un treillis métallique utilisé comme épine dorsale pour créer la forme de l’arche 2D. Les cellules ont été placées sur la bande dorsale à intervalles réguliers et ont été connectées à l’aide d’électrodes métalliques ou textiles et de soudure. Les bandes d’alliage à mémoire de forme ont été fabriquées avec un alliage à mémoire de forme nickel-titane et appliquées à la surface de chaque panneau de cellule solaire. Les cellules solaires tessellées ont ensuite été encapsulées dans un matériau en silicone à l’aide d’une méthode de boîtier.
Les chercheurs ont souligné que, dans les modules tessellés, la transformation du réseau de cellules solaires est déclenchée par les composants d’alliage à mémoire de forme entre les unités de tessellation et dans les espaces de liaison."Par conséquent, la température des composants en alliage à mémoire de forme entre les surfaces des cellules solaires est plus importante que la température des surfaces elles-mêmes,"ils ont également dit."Les températures des composants en alliage de mémoire de forme situés entre les unités de cellules solaires à une distance de 3 mm de la surface de la cellule et celle de l’épine dorsale de liaison suivent une tendance similaire à la température de la surface de la cellule solaire, mais avec des valeurs de 2–6°C plus bas."
L’appareil a été testé dans des conditions d’éclairage standard et ses performances ont été comparées à celles des écrans plats fixes conventionnels. L’efficacité du système a été évaluée en fonction de la puissance maximale de sortie de la baie par unité de surface installée.
La puissance de sortie des réseaux de cellules solaires tessellées a diminué avec l’augmentation de l’angle d’incidence (AOI) ou diminue en suivant le cosinus de l’AOI."Cependant, les performances supérieures de suivi solaire des réseaux de cellules solaires tessellées 3D transformables en forme ont été peu affectées par l’AOI,"le groupe coréen a précisé, notant que l’efficacité basée sur la zone installée était augmentée par le suivi solaire transformable de la forme dans tous les cas."L’efficacité des réseaux de cellules solaires tessellées transformables en forme par rapport à la zone d’installation peut fournir des performances omnidirectionnelles supérieures à celles des panneaux solaires fixes plats."
Les cellules solaires en forme de triangle à angle serré ont montré les meilleures performances dans l’arche courte et ont offert des performances supérieures sous une lumière incidente omnidirectionnelle."La partie du réseau qui est auto-ombragée lors de la transformation de la forme agit comme le revers d’un module photovoltaïque bifacial, fournissant des panneaux de cellules solaires tessellées transformables en forme avec les avantages d’un système de suivi solaire et d’un module PV bifacial,"ont conclu les scientifiques."Cette étude présente le concept de module photovoltaïque transformable en forme; de nombreux autres domaines de recherche restent en suspens, notamment la gestion efficace de l’alimentation de chaque cellule et les conceptions 3D adaptées à des applications spécifiques."
La technologie cellulaire a été introduite dans le document"Cellules solaires Si cristallines tessellées à suivi automatique de la forme transformables utilisant un actionnement in situ de l’alliage à mémoire de forme,"publié dans des rapports scientifiques. Le groupe de recherche est formé par des scientifiques de l’Institut coréen de recherche en électrotechnologie et de l’Université des sciences et de la technologie.
