Ученые из Венгерского университета сельского хозяйства и естествознания разработали прототип солнечной установки, которая внешне напоминает подсолнух. Такая конструкция снижает потери выходной мощности, возникающие у обычных солнечных генераторов вследствие затенения между панелями, а также позволяет оптимизировать рассеивание тепловой энергии и охлаждение самой установки. Результаты исследования опубликованы в журнале Results in Engineering.
Прототип состоит из штатива высотой в 1 800 мм, на котором расположен фанерный круг диаметром 660 мм, угол наклона которого можно варьировать в диапазоне от 20 до 45 градусов. Ученые разместили на этом объекте 18 солнечных панелей, габариты которых составляют 180 мм x 60 мм x 3 мм, а КПД – 22% (коэффициент преобразования солнечной энергии в электричество). Пятнадцать панелей были смонтированы по периметру круга, а остальные три – в его сердцевине.
Ученые протестировали прототип на открытом воздухе, сравнив результаты выработки электроэнергии в «сердцевине» и на «лепестках» установки, меняя при этом угол ее наклона. Эксперимент показал, что наиболее эффективным является наклон в 45 градусов: при таких условиях выходная мощность «лепестков» составила 14,5 ватт (Вт), а «сердцевины» – 11,8 Вт, при этом максимальная температура этих панелей составила 38,1°C и 49,8°C соответственно.
Чуть меньшая эффективность электрогенерации была зафиксирована при наклоне в 20 градусов: выходная мощность «лепестков» и «сердцевины» достигла 14,1 Вт и 11,4 Вт соответственно, а предельная температура нагрева – 34°C и 43,9°C (значения округлены). Наконец, при наклоне в 30 градусов предельная мощность и температура «лепестков» составили 13,8 Вт и 51,3 °C, а «сердцевины» – 11,1 Вт и 40,8°C соответственно.
Авторы исследования связали разницу в предельной температуре нагрева «лепестков» и «сердцевины» с эффективностью теплоотдачи: чем она ниже, тем более «горячей» становится поверхность солнечной панели. Поэтому лепестковая структура размещения фотогальванических генераторов должна быть более предпочтительной, чем классическая горизонтальная. Вдобавок, такая конфигурация требует в шесть с лишним раз меньше пространства на единицу мощности, что должно облегчить ее коммерциализацию.
