Интегрирана фотоволтаика: немски учени предлагат интегрирането на слънчеви панели в сгради, автомобили, селското стопанство и водоеми

Институтът за слънчеви енергийни системи Фраунхофер ( Fraunhofer ISE) е представил на международната конференция EU PVSEC 2019 в Марсилия глобална концепция за интеграция на слънчеви панели в сгради, автомобили, селското стопанство, водоеми и транспортна инфраструктура.

Съгласно презентацията, в Германия само интегрираните в сгради слънчеви технологии и агрофотоволтаиката имат сумарен технологичен потенциал за мощност от няколко стотици гигавата. Интегрираните фотоволтаични системи освен това могат да създадат синергия с други аспекти на човешката жизнена дейност, например, увеличавайки пробега на електромобилите или подобрявайки шумозащитата по пътищата, а също така намаляване на зависимостта на потребителите от централизираните енергомрежи.

„Ние разглеждаме интегрираните слънчеви системи като нови възможности за немската и европейската фотоволтаична индустрия, тъй като при нея се изискват строго индивидуални решения и трябва тясно да се преплита с процесите на строителство, което активно се развива” – отбелязва д-р Андреас Бет, директор на Fraunhofer ISE.

В своя прес-релийз Fraunhofer ISE очертават пет области, в които може да се осъществява интеграция с фотоволтаични системи.

Интегриране на фотоволтаични панели в сгради (Building-integrated photovoltaics (BIPV))

В този случай, интегрираните в сградите слънчеви елементи (BIPV) на строителните конструкции не само генерират електроенергия, но и осигуряват допълнителна топлоизолация и защита от вятър и шум. Освен това,такъв подход намалява свързаните със сградите емисии на СО₂. Fraunhofer ISE вече имат създадени гъвкави формати и високоефективни слънчеви елементи с филигранно метализиране и цветови варианти за модулите, вграждани във фасадите на сградите.

Агрофотоволтаиката (Agrophotovoltaics (APV)

Агрофотоволтаиката включва в себе си монтаж на слънчеви панели над култивирани земи, което позволява увеличаване на общата мощност на слънчевите електростанции при едновременно използване на земята за селскостопански цели. Допълнителните преимущества включват защитата на реколтата от увреждане, предизвикано от град, засушаване и замръзвания, а също така намаляване на необходимита вода за поливане.

Друго перспективно направление, развивано от Fraunhofer ISE, което сигурно ще има бъдеще, е аквафотоволтаиката (Aqua – PV), съчетаващо слънчеви инсталации и ферми за развъждане на скариди и риба.

Интегрирани фотоволтаични елементи в електромобили (Vehicle-integrated photovoltaics (VIPV))

Интегрираните в автомобилите фотоволтаични елементи на слънчевите модули ще заменят част от корпусите на транспортните средства и ще подават захранване към електрическите компоненти или акумулаторните батерии на електромобилите.

Инженерите от Fraunhofer ISE са разработили слънчев покрив за автомобил със сферична криволинейна конструкция и високоефективни слънчеви елементи, чиято мощност е около 210 вата на квадратен метър. Препокриващите се елементи в гъвкавата конструкция позволяват оптимално да се използва площта на модула за генериране на електроенергия, запазвайки целостта на дизайна и привлекателния външен вид. Слънчевите покриви могат да бъдат боядисвани практически в неограничен брой цветове и нюанси, като при това губят само 8% от своята ефективност .

Пътно-интегрирани системи (Road-integrated PV (RIPV))

Пътно-интегрираните фотоволтаични системи включват в себе си монтирането на слънчеви модули в, на и над транспортните артерии. Областта на използване варира от пряко интегриране: на улиците, тротоарите и обществените площи до използването им в железопътните пътища и други, свързани с движение на транспорт и пешеходци повърхности.

Заедно с това, на инженерите от Fraunhofer ISE им предстои много работа за да могат да поставят тези технологии на търговска основа. Например, слънчевите панели, които ще се интегрират в автомобилните пътища, трябва да осигуряват сцепление с пътя на всички участници в пътното движение, независимо от климатичните условия, което изисква разработването на дълговечни структурирани повърхности на слънчевите модули.

Плаващи слънчеви електростанции (Floating PV (FPV))

Преимуществата на предлаганите фотоволтаични системи, които ще разполагат над водата, се заключава в евтината широкомащабна реализация, а също така повишаването на ефективността на модулите благодарение на охлаждащия ефект на водата. Водоемите при това получават също преимущество, благодарение на намаляване скоростта на изпаряване, което спомага за ограничаване загубата на вода.

По думите на учените от Fraunhofer ISE до 2050 година на Германия може би ще са и нужни 500 гигавата инсталирана мощност от слънчеви електростанции. За да се избегнат конфликтите в ползването на земя и да се намали противопоставянето на обществото на такова мащабно разширяване, жизнено важно е да се минимизират пространствата, необходими за удовлетворяване на тези нужди. Именно за това е толкова важно продължаването на търсене за ефективно разполагане на фотоволтаични елементи в нетрадиционни места.