«Мы исследовали конвергенцию двух вещей, местоположения и технологии, чтобы разработать основу для прогнозирования выработки энергии солнечными панелями», — говорит старший автор Тонио Буонассиси, доцент кафедры машиностроения в Массачусетском технологическом институте. «Если у вас есть новая солнечная технология, вы можете увидеть, где ваша технология может превзойти коммерческие кремниевые солнечные элементы».Чтобы продемонстрировать, как работает их структура, исследователи объединили реальные данные солнечных элементов, расположенных в Соединенных Штатах (Перрисбург, Огайо) и Сингапуре, с данными о погоде со спутников за 1 год, чтобы определить, где солнечные элементы лучше всего работают на открытом воздухе. Используя эти данные, они проанализировали два материала солнечных элементов: кремний (обычно используемый в солнечных элементах) и теллурид кадмия (тонкопленочный материал-конкурент).
Исследователи обнаружили, что солнечные элементы из теллурида кадмия производят на 5% больше энергии, чем кремниевые, в жарком и влажном месте Сингапура. Аналогичные тенденции можно ожидать и для других материалов с более высокой запрещенной зоной для электронов, таких как арсенид галлия или металлогалогенные перовскиты.«Инструменты, используемые разработчиками для прогнозирования выработки энергии солнечных панелей и планирования солнечных систем, часто бывают дорогими и неточными», — говорит первый автор Ян Мариус Петерс, научный сотрудник лаборатории фотоэлектрических исследований Массачусетского технологического института (@MITPVLab). «Они неточны, потому что были разработаны для умеренного климата, такого как США, Европа и Япония».Заинтересованные пользователи смогут загрузить онлайн-инструмент, разработанный исследователями, а затем добавить свое местоположение и информацию о производительности для различных типов солнечных элементов.
Это позволяет пользователям определить, где их солнечная батарея будет работать лучше всего, или какой тип солнечной батареи они должны использовать в своем местоположении. Это другой взгляд на солнечные элементы, которые обычно описываются с точки зрения того, сколько энергии они могут производить в лабораторных условиях, а не при использовании в конкретной среде.«Вывод: вы должны решить, какой тип солнечных батарей вы используете, в зависимости от типа климата в вашем районе», — говорит Питерс. «Есть причины использовать кремний, и есть причины использовать другие технологии, такие как теллурид кадмия.
Наружные условия могут стать одним из наиболее важных факторов для определения будущих исследований».