Pin quang năng 3D
Thứ năm, 12/04/2012 - 10:43
Các tấm pin quang năng đặt phẳng trên mái nhà hoạt động hiệu quả nhất ở thời điểm mặt trời chiếu thẳng đỉnh đầu, nhưng chúng sẽ nhanh chóng mất đi lợi thế của mình khi góc chiếu của ánh sáng mặt trời với tấm pin tăng lên.
Các tấm pin quang năng đặt phẳng trên mái nhà hoạt động hiệu quả nhất ở thời điểm mặt trời chiếu thẳng đỉnh đầu, nhưng chúng sẽ nhanh chóng mất đi lợi thế của mình khi góc chiếu của ánh sáng mặt trời với tấm pin tăng lên.
Bằng việc mở rộng các tấm pin quang năng theo kiểu tháp 3 chiều hoặc hình lập phương, giúp chúng thu được ánh sáng mặt trời tốt hơn khi mặt trời sắp lặn.
Sau khi nghiên cứu nhiều cấu trúc 3D khác nhau bằng thuật toán máy tính cũng như các cuộc thử nghiệm ở hàng loạt các vĩ độ, thời tiết và các mùa trong năm, nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Massachusetts MIT (Mỹ) đã xây dựng 3 mô đun 3D riêng lẻ rồi đem thử nghiệm chúng trên mái của phòng thí nghiệm tại MIT trong vài tuần. Kết quả cho thấy sản lượng điện năng tăng gấp 2 lần tới khoảng hơn 20 lần so với các tấm pin quang năng phẳng tại khu vực đó.
Bằng cấu trúc dựng thẳng đứng, thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn trong thời điểm mặt trời chuẩn bị lặn, mô đun 3D của nhóm nghiên cứu có khả năng tạo ra sản lượng điện đồng đều hơn trong mọi thời điểm, thậm chí ngay cả khi ánh nắng mặt trời bị mây hoặc bóng râm ngăn cản.
Ông Jeffrey Grossman, Giáo sư tại khoa Kĩ thuật điện thuộc MIT, tác giả chính của nghiên cứu, và đồng nghiệp của mình tin tưởng rằng trong vài năm gần đây, khi chi phí pin quang điện đang giảm dần tới mức rẻ hơn các cấu trúc hỗ trợ cũng như kinh phí để lắp đặt nó, đây là thời điểm thích hợp để xem xét lợi ích mà những cấu trúc quang năng khác mang lại.
Ông Grossman cho biết: “Thậm chí cách đây 10 năm, ý tưởng này được đánh giá là không kinh tế vì chi phí cho nó quá lớn”, nhưng tới nay, “chi phí của các tấm pin quang năng silicon chỉ là một phần nhỏ trong tổng chi phí và có xu hướng tiếp tục giảm trong tương lai gần”.
Sau sự thành công của các cuộc thử nghiệm mô đun 3D, nhóm này đang dự định nghiên cứu một các loại các tháp quang năng. Qua đó, họ có thể kiểm tra tác động mà bóng râm của các tháp gây ra với nhau khi mặt trời di chuyển trên bầu trời vào ban ngày.
Theo ông Grossmanpin mặt trời này có thể được lắp đặt ở các bãi gửi xe, nhằm cung cấp điện năng cho các xe sạc điện.
Nhóm nghiên cứu cũng tin rằng pin mặt trời 3D có thể mang lại lợi ích đáng kể khi lắp đặt trên mái nhà ở thành thị, chúng còn có thể đuợc sử dụng trên quy mô rộng như tại các cánh đồng phong năng.
Bằng việc mở rộng các tấm pin quang năng theo kiểu tháp 3 chiều hoặc hình lập phương, giúp chúng thu được ánh sáng mặt trời tốt hơn khi mặt trời sắp lặn.
Sau khi nghiên cứu nhiều cấu trúc 3D khác nhau bằng thuật toán máy tính cũng như các cuộc thử nghiệm ở hàng loạt các vĩ độ, thời tiết và các mùa trong năm, nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Massachusetts MIT (Mỹ) đã xây dựng 3 mô đun 3D riêng lẻ rồi đem thử nghiệm chúng trên mái của phòng thí nghiệm tại MIT trong vài tuần. Kết quả cho thấy sản lượng điện năng tăng gấp 2 lần tới khoảng hơn 20 lần so với các tấm pin quang năng phẳng tại khu vực đó.
Bằng cấu trúc dựng thẳng đứng, thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn trong thời điểm mặt trời chuẩn bị lặn, mô đun 3D của nhóm nghiên cứu có khả năng tạo ra sản lượng điện đồng đều hơn trong mọi thời điểm, thậm chí ngay cả khi ánh nắng mặt trời bị mây hoặc bóng râm ngăn cản.
Ông Jeffrey Grossman, Giáo sư tại khoa Kĩ thuật điện thuộc MIT, tác giả chính của nghiên cứu, và đồng nghiệp của mình tin tưởng rằng trong vài năm gần đây, khi chi phí pin quang điện đang giảm dần tới mức rẻ hơn các cấu trúc hỗ trợ cũng như kinh phí để lắp đặt nó, đây là thời điểm thích hợp để xem xét lợi ích mà những cấu trúc quang năng khác mang lại.
Ông Grossman cho biết: “Thậm chí cách đây 10 năm, ý tưởng này được đánh giá là không kinh tế vì chi phí cho nó quá lớn”, nhưng tới nay, “chi phí của các tấm pin quang năng silicon chỉ là một phần nhỏ trong tổng chi phí và có xu hướng tiếp tục giảm trong tương lai gần”.
Sau sự thành công của các cuộc thử nghiệm mô đun 3D, nhóm này đang dự định nghiên cứu một các loại các tháp quang năng. Qua đó, họ có thể kiểm tra tác động mà bóng râm của các tháp gây ra với nhau khi mặt trời di chuyển trên bầu trời vào ban ngày.
Theo ông Grossmanpin mặt trời này có thể được lắp đặt ở các bãi gửi xe, nhằm cung cấp điện năng cho các xe sạc điện.
Nhóm nghiên cứu cũng tin rằng pin mặt trời 3D có thể mang lại lợi ích đáng kể khi lắp đặt trên mái nhà ở thành thị, chúng còn có thể đuợc sử dụng trên quy mô rộng như tại các cánh đồng phong năng.
Lê My (Theo Gizmag)