科學家設計折疊與透明板的方案重新構想太陽能利用的未來
科學家一直在尋找讓我們的世界變得更美好的方法,他們關注的一個領域就是太陽能。這方面的一個想法是,將更多的太陽光集中到太陽能電池上,提高太陽能電池的效率。
最近,卡文迪什實驗室和荷蘭阿姆斯特丹AMOLF 公司的一群科學家在對此進行研究時發現,以這種方式提高太陽能電池的效率比我們想像的要難,但他們也發現了其他途徑,透過這些途徑,也許可以提高地球上任何地方的太陽能捕獲效率。
研究人員想知道,太陽能電池將太陽光轉化為電能的設備,是否可以進行調整,以便在世界上太陽光濃度可能較高的不同地區發揮更好的性能。為了研究這個問題,他們使用機器學習模型和神經網路(AI)來了解太陽輻射在地球不同地點的表現。
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劍橋大學麥克斯韋中心外的聚光裝置照片。資料來源:劍橋大學卡文迪什實驗室Tomi Baikie 博士
他們將這些數據整合到一個電子模型中,以計算太陽能電池的輸出功率。透過模擬各種情況,他們可以預測太陽能電池在全球不同地點能產生多少能量。
超越效率的創新解決方案
然而,他們在《焦耳》(Joule)雜誌上發表的研究結果卻揭示了一個令人驚訝的轉折。 “讓太陽能電池變得超級高效原來是非常困難的。因此,我們並不只是想把太陽能電池做得更好,而是想了一些其他辦法來捕捉更多的太陽能,”該研究的第一作者、卡文迪許實驗室和露西-卡文迪許學院研究員托米-拜基博士說。 “這對社區來說可能真的很有幫助,給他們提供了不同的選擇,讓他們去思考,而不只是專注於讓電池更有效地利用光”。
想像一下,太陽能板可以像摺紙一樣彎曲和折疊,或者變得部分透明,從而與周圍環境完美融合,並且易於安裝。透過提高這些太陽能電池板的耐用性和多功能性,它們可以被整合到各種環境中,有望延長使用壽命並提高效率。
![Simulation-Results-of-Light-Concentrating-Devices-Around-the-World.jpg](https://i0.wp.com/static.cnbetacdn.com/article/2024/0331/22a8226b0eb4c00.jpg?w=640&ssl=1)
世界各地聚光裝置的模擬結果。資料來源:劍橋大學卡文迪什實驗室Tomi Baikie 博士
“我們提出了一個不同的方案,可以讓太陽能電池板在全球許多不同的地方都能很好地工作,”Baikie 說。 “我們的想法是讓它們變得靈活,有點透明/半透明,並且能夠折疊起來。這樣,太陽能電池板就能適用於各種地方。”
此外,研究人員還提倡對太陽能捕獲裝置進行圖案化處理,以優化它們的排列,最大限度地吸收陽光。這種方法有望改進太陽能電池陣列的設計,提高其利用太陽能的效率。
「這種認識意味著我們現在可以專注於不同的事情,而不僅僅是讓太陽能電池更好地工作。未來,我們將研究包括鑲嵌圖案在內的太陽能收集途徑。」拜基總結說:」這就像一個拼圖圖案,可以幫助我們獲得更多的太陽能。”
編譯自: ScitechDaily