Исследователи из Массачусетского технологического института открыли новый метод оптимизации сбора солнечной энергии путем упорядочения фотогальванических панелей на башне или в форме куба.

Повышение эффективности сбора солнечной энергии в результате повсеместного внедрения новых форм составит от 2 до 20 раз по сравнению с применяемыми сегодня плоскими панелями.

Наибольшую выгоду новая технология принесет в удаленных от экватора районах, где солнечное излучение менее интенсивно, а процесс его переработки в электроэнергию нуждается в оптимизации.

Результаты исследований ученых из МТИ, основанные на использовании компьютерного моделирования и натурных экспериментов с реальными модулями, были опубликованы в журнале Energy and Environmental Science.

«Думаю, эта концепция станет важной частью будущего фотоэлектрической энергетики», – заявил один из авторов исследовательского отчета, профессор кафедры энергетики МТИ Джеффри Гроссман.

Трехмерные солнечные башни или кубы стоят дороже обычных плоских панелей. Но увеличение затрат компенсируется большим объемом электроэнергии, получаемой на той же площади, и сглаживанием различий при накоплении энергии между сезонами и в течение дня, когда панели не получают достаточного количества солнечного света.

По словам исследователей, солнечные элементы дешевеют по сравнению со стоимостью поддерживающей их инфраструктуры, кабельного хозяйства и монтажных работ, а следовательно, внедрение инноваций становится как никогда актуально.

Рост популярности генерации солнечной энергии приводит к снижению стоимости развертывания и эксплуатации соответствующих систем. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, IRENA), солнечные фотогальванические модули по сравнению с 2009 годом подешевели на 75%, а стоимость полученной с их помощью электроэнергии за прошедшее с 2010 года время уменьшилась в два раза.

В опубликованном в прошлом году отчете Deutsche Bank прогнозируется, что в ближайшие три-четыре года стоимость генерации солнечной энергии снизится на 40%. Ожидается, что в ближайшие два года солнечная энергия, которую получают с помощью элементов, установленных на крышах, станет дешевле той, что вырабатывают на станциях, использующих в качестве сырья мазут и уголь.

«Вертикальные поверхности трехмерных структур обладают гораздо более высоким КПД утром, вечером и зимой, когда солнце находится близко к горизонту, – отметил еще один автор отчета, сотрудник кафедры материаловедения МТИ Марко Бернарди. – Улучшение структуры трехмерных солнечных башен сделает генерацию электроэнергии более стабильной и предсказуемой, а это в свою очередь упростит интеграцию оборудования в энергосети по сравнению с обычными системами. Еще десять лет назад идея использования солнечной энергии казалась экономически неоправданной, потому что модули стоили очень дорого. Теперь же на кремниевые элементы приходится относительно небольшая часть общих расходов, и в ближайшем будущем это приведет к дальнейшему снижению затрат».