توسط : پژوهشگران دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ نرده‌های خورشیدی دوطرفه طراحی کرده‌اند که می‌تواند انقلابی در تولید انرژی پاک در محیط‌های شهری ایجاد کند. این سیستم که در لبه پشت‌بام ساختمان‌ها نصب می‌شود، از پنل‌های فتوولتائیک دوطرفه بهره می‌برد و عملکرد آن به ضریب بازتاب سطح بام (آلبدو) و جهت‌گیری پنل‌ها وابسته است.
به گزارش مجله pv، این فناوری با ترکیب پنل‌های عمودی و سطوح بازتابنده، امکان جذب حداکثر تابش خورشیدی را فراهم می‌کند. «لین لو»، نویسنده مسئول این پژوهش که در مجله Renewable Energy منتشر شده، توضیح داد:
«در این سیستم، پنل‌های دوطرفه به‌صورت عمودی روی نرده‌های پشت‌بام نصب می‌شوند. یکی از ویژگی‌های کلیدی این فناوری، استفاده از سطوح بازتابنده است که تابش برگشتی به‌سمت پنل‌ها را افزایش می‌دهد. چیدمان عمودی پنل‌ها از سایه‌اندازی جلوگیری کرده و فضای پشت‌بام را بهینه‌تر استفاده می‌کند. علاوه‌براین، چون محل نصب در لبه پشت‌بام است، موانع ناشی از سایر اجزای ساختمان نیز به حداقل می‌رسد.»
طراحی نرده‌های خورشیدی دوطرفه برای تولید انرژی در ساختمان‌ها
در مدل‌سازی اولیه، محققان مجموعه‌ای از پنل‌های خورشیدی دوطرفه با پیکربندی زوایای نصب متفاوت را مقایسه کردند. پنل‌های مورد آزمایش در سه نوع PERC ،HJT و TOPCon بودند. همچنین، به‌طور هم‌زمان اثرات نوری، گرمایی و الکتریکی نیز در شبیه‌سازی‌ها اعمال شد تا عملکرد واقعی این سیستم‌ها در شرایط مختلف محیطی بررسی شود.
لو توضیح داد: «تحلیل عددی ما چند نتیجه کلیدی را آشکار کرد. نخست، ضریب بازتاب پشت‌بام (آلبدو) و جهت‌گیری پنل‌ها، عوامل اصلی در تعیین عملکرد سیستم بودند. ترکیب بازتاب بالا با سطوح بازتابنده، بهره پنل‌های دوطرفهHJT را تا مقدار چشمگیر ۲.۰۴ افزایش داد و به‌مراتب بهتر از فناوری PERC عمل کرد. این مقدار از بسیاری از مقادیر گزارش‌شده در منابع علمی بیشتر است، چرا که طراحی این سیستم امکان جذب تابش بازتاب‌شده از پشت‌بام را از یک سمت پنل فراهم می‌کند.»
علاوه‌براین، پژوهشگران دریافتند که سیستم نسبت به جهت‌گیری جغرافیایی چندان وابسته نیست. لو توضیح داد: «پنل‌های رو به شمال بیشترین بهره را داشتند، همچنین پنل‌های با جهت‌گیری‌های شرقی/غربی بیشترین توان خروجی را تولید کردند. این ویژگی باعث شد سیستم برای نصب در عرض‌های جغرافیایی مختلف سازگار باشد.»
در این مقاله آمده است: «فناوری‌های TOPCon و HJT در مقایسه با فناوری PERC، به‌ترتیب افزایش حدود ۸ درصدی و ۱۷ درصدی در توان خروجی را نشان می‌دهند. همچنین، بهره کل برای TOPCon و HJT به‌ترتیب ۱۵ درصد و ۳۰ درصد افزایش یافت.»
تیم تحقیقاتی قصد دارد در مرحله بعد از پوشش‌های مهندسی‌شده طیفی استفاده کند که هم بازتاب سطح را افزایش می‌دهد و هم تطابق طیفی بین نور بازتاب‌شده و حساسیت سلول‌های خورشیدی را بهینه می‌سازد. به گفته لو، این نوآوری می‌تواند راه را برای پیاده‌سازی عملی و گسترده سیستم‌های خورشیدی کارآمد در فضاهای شهری هموار کند.
چشم‌انداز آینده
پژوهشگران درحال‌حاضر درحال برنامه‌ریزی برای اجرای پروژه‌های نمایشی در نقاط مختلف هنگ‌کنگ هستند تا قابلیت‌های این فناوری را در شرایط واقعی به نمایش بگذارند. این ابتکار عمل می‌تواند نقطه عطفی در معماری پایدار شهری و تولید انرژی پاک محسوب شود.
همچنین بخوانید: فناوری انقلابی؛ سلول‌های خورشیدی چرخان با ۲۰ برابر بازدهی بیشتر
