Дослідники з Університету Аміті в Нойді, в індійському штаті Уттар-Прадеш, розробили чотири різні конструкції сонячних фотоелектричних дерев, які вимагають меншого фізичного простору, ніж звичайні фотоелектричні системи в міських умовах.
"Зараз ми знаходимося в процесі встановлення прототипу в кампусі Університету Аміті, щоб вивчити практичне застосування концепції, описаної в статті", - сказав дослідник Абхішек Верма. «Запропоновані нами нові конструкції, безумовно, можуть бути використані в практичних наземних додатках. Ми намагалися створити баланс між естетикою, виробленням енергії та технологіями».
Вчені описують систему як рішення для мережевих та автономних програм, де доступність простору є основним обмеженням і слід уникати ефектів затінювання. Продуктивність чотирьох конструкцій, кожна із встановленою потужністю 20 кВт, була виміряна та порівняна з продуктивністю звичайних наземних фотоелектричних систем. Вчені використали серію симуляцій з кампусом Університету Аміті, встановленим як місце розташування, із сонячною радіацією 1737,4 кВтг/м²/рік.
Чотири системи - тюльпанове дерево (Tulip),
соняшникове дерево (Sunflower), календули (Marigold) і маргаритки (Daisy) - були названі відповідно до їхніх різних форм. Передбачалося, що вони будуть розгорнуті з монокристалічних модулів потужністю 380 Вт, встановленими під кутом нахилу 20 градусів.
Тюльпанове дерево спирається на основну опорну конструкцію із двома гілками, кожна з яких може вмістити шість модулів. Фундамент моделі займає площу 4 квадратні метри, а дорожній просвіт від нижнього краю панелей становить приблизно 4 метри. П'ять таких дерев можна поєднати в установку потужністю 22,8 кВт.
Модель Соняшник побудована тільки з однією несучою конструкцією, нахиленою на 20 градусів, з 10 модулями потужністю 380 Вт, що дозволяє досягти загальної потужності 3,8 кВт. Шість дерев можуть об'єднуватися разом для досягнення потужності 22,8 кВт.
"Ця модель може використовуватися в громадських зонах відпочинку в містах, таких як парки, дитячі майданчики, стадіони та автомобільні паркування", - пояснили вчені, відзначивши, що площа та розчищення території такі ж, як і в конструкції Tulip.
Модель Чорнобривці складається з єдиної опорної конструкції з гілками,
за подобою гілок реальних дерев. Ця деревоподібна конфігурація може містити до 15 модулів потужністю 380 Вт й досягати загальної потужності 57 кВт. Площа земельної ділянки, яку займає фундамент цієї моделі, становить 5,76 м2, а дорожній просвіт – 4 метри.
У системі Маргаритка сонячні модулі розташовані в горизонтальній орієнтації для оптимізації кількості кабелів постійного струму, а на одній конструкції, що несе, розміщується до 15 панелей з вихідною потужністю 380 Вт і загальною потужністю 5,7 кВт. Ця конфігурація має найменшу площу 3,3 м2 і просвіт близько 4 м. Чотири маргаритки можуть бути об'єднані для досягнення потужності 22 кВт.
«Однією з основних переваг цієї деревоподібної конструкції є те, що ми можемо легко інтегрувати двовісну систему стеження до структури, щоб за необхідності ще більше збільшити вироблення енергії», - сказали в індійській групі.
У ході моделювання було виявлено, що модель Tulip має коефіцієнт використання землі (LCR) 0,083530 і коефіцієнт зайнятості землі (PLR) 0,91, в той час як модель Sunflower має LCR 0,08 і PLR 0,95. Marigold досягли LCR 0,
077 і PLR 0,99. Дизайн Daisy мав найнижчий LCR на рівні 0,04 та найвищий PLR на рівні 1,7. Еталонна стандартна наземна установка досягла LCR 1,0 і PLR 0,076.
«Процентна економія витрат на закупівлю землі у разі тюльпанового дерева, соняшника, чорнобривців та маргаритки становить 84,57%, 85,14%, 85,70% та 91,46% відповідно порівняно з вартістю землі у звичайному наземному заводі SPV. , просуваючи подвійне використання землі», - кажуть вчені.
Верма оцінює вартість дерев у 4500–5500 доларів за систему потужністю 5 кВт без урахування вартості землі. "Однак аналіз витрат залежить від багатьох змінних факторів і вимог компанії до клієнта", - сказав він.
Вчені описали конструкцію сонячного дерева у статті «Сонячне фотоелектричне дерево: міські фотоелектричні електростанції для збільшення співвідношення потужності до займаної площі», яка була нещодавно опублікована в журналі Renewable Energy.
Джерело pv-magazine.com
