انرژی خورشیدی از قسمت تاریک که توسط فرمول جدیدی باز شده است

بیشتر پنل های خورشیدی امروزه نور خورشید را ضبط می کنند و آن را تنها از طرف رو به آسمان به الکتریسیته تبدیل می کنند. اگر قسمت زیرین تخته پانل خورشیدی نیز می تواند تابش نور خورشید را از زمین خارج کند ، حتی ممکن است برق بیشتری تولید شود.

سلولهای خورشیدی دو طرفه در حال حاضر به پانل ها می توانند به صورت عمودی روی زمین یا پشت بام ها و حتی به صورت افقی به عنوان سایبان پمپ بنزین بنشینند ، اما دقیقاً مشخص نیست چقدر این پنل ها در نهایت می توانند برق تولید کنند یا پولی را که می توانند در مصرف خود ذخیره کنند.

یک فرمول ترمودینامیکی جدید نشان می دهد که سلولهای bifacial که پانل های دو طرفه را تشکیل می دهند ، به طور متوسط ​​15 تا 20 درصد بیشتر از نور خورشید نسبت به سلولهای مونو فسیل پانل های خورشیدی یک طرفه امروزی با در نظر گرفتن زمین های مختلف مانند چمن ، شن و ماسه تولید می کنند. بتن و خاک.

این فرمول ، که توسط دو فیزیکدان دانشگاه پوردو تهیه شده است ، می تواند برای چند دقیقه بیشترین میزان الکتریسیته ای که سلول های خورشیدی دو شاخه ای می توانند در محیط های مختلف تولید کنند ، محاسبه شود ، همانطور که توسط یک ترمودینامیکی تعریف شده است .

"این فرمول فقط شامل یک مثلث ساده است ، اما تقطیر مشکل بسیار پیچیده فیزیک به این فرمول بسیار ساده سالها نیاز به مدل سازی و تحقیق دارد. این مثلث به شرکتها کمک می کند تا در سرمایه گذاری در سلولهای خورشیدی نسل بعدی تصمیمات بهتری بگیرند و چگونگی طراحی را کشف کنند. محمد "اشرف" علم ، استاد جی پی گوپتا استاد مهندسی برق و کامپیوتر گفت: "آنها کارآمدتر هستند."

در مقاله ای که در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است ، علم و همکار ریان خان ، هم اکنون استادیار دانشگاه شرق غرب در بنگلادش ، همچنین نشان می دهد که چگونه می توان از این فرمول برای محاسبه حدود ترمودینامیکی کلیه سلولهای خورشیدی تولید شده در 50 سال گذشته این نتایج را می توان به فن آوری که احتمالاً طی 20 تا 30 سال آینده توسعه می یابد ، تعمیم داد.

امید این است که این محاسبات به مزارع خورشیدی کمک کند که از سلولهای صفراوی زودتر در استفاده خود استفاده کنند.

علم گفت: "تقریباً 50 سال طول کشید تا سلول های تکی به صورت مقرون به صرفه در میدان حضور پیدا کنند." "این فناوری به طرز چشمگیری موفقیت آمیز بوده است ، اما ما اکنون می دانیم که دیگر نمی توانیم بازده آنها را به میزان قابل توجهی افزایش دهیم یا هزینه را کاهش دهیم. فرمول ما راهنمایی و سرعت بخشیدن به توسعه فناوری bifacial در مقیاس سریعتر خواهد بود."

این مقاله ممکن است ریاضیات را درست به موقع حل کند: کارشناسان تخمین می زنند که تا سال 2030 ، سلولهای خورشیدی دو شکلی تقریبا نیمی از سهم بازار پنل های خورشیدی را در سراسر جهان به خود اختصاص دهند.

رویکرد علم "مثلث شوکللی-کوئیزر" نامیده می شود ، زیرا براساس پیش بینی های محققان ویلیام شوکلی و هانس-یواخیم کوئیسر در مورد حداکثر کارآیی نظری یک سلول خورشیدی تک فاز ساخته شده است. این نقطه حداکثر یا حد ترمودینامیکی را می توان در یک نمودار خط شیب دار به سمت پایین شناسایی کرد که شکل مثلث را تشکیل می دهد.

این فرمول نشان می دهد که افزایش بهره وری سلولهای خورشیدی دوتایی با نور منعکس شده از یک سطح افزایش می یابد. به طور مثال ، در مقایسه با سطحی که دارای پوشش گیاهی است ، می توان از نور منعکس شده بتن به طور قابل توجهی انرژی بیشتری بدست آورد.

محققان از این فرمول برای توصیف طرح های بهتر جبهه برای تابلوها در زمین های مزرعه و پنجره های ساختمان در شهرهای پرجمعیت استفاده می کنند. پانل های دو طرفه شفاف ، اجازه می دهند تا انرژی خورشیدی در زمین های مزرعه بدون ریختن سایه تولید شود که تولید محصول را مسدود می کند. در همین حال ، ایجاد پنجره های دو جداره برای ساختمانها به شهرها کمک می کند تا از انرژی تجدید پذیر بیشتری استفاده کنند.

این مقاله همچنین راهکارهایی را برای به حداکثر رساندن پتانسیل سلولهای صفراوی با دستکاری تعداد مرزهای بین مواد نیمه هادی ، به نام اتصالات ، توصیه می کند که جریان برق را تسهیل می کند. سلولهای دوتایی با اتصالات منفرد بیشترین افزایش بهره وری را نسبت به سلولهای مونو فسیل فراهم می کنند.

خان گفت: "سود نسبی اندک است ، اما سود مطلق قابل توجه است. شما با افزایش تعداد اتصالات ، سود نسبی اولیه را از دست می دهید ، اما سود مطلق همچنان رو به افزایش است."