Aproveitamento da energia solar: novo método melhora as leituras

Publicado na revista Joule, este estudo da equipe SUNLAB nas Faculdades de Engenharia e Ciências propõe um método de caracterização que melhorará a medição de painéis bifaciais em ambientes fechados, considerando os efeitos externos da cobertura do solo, como neve, grama e solo. Isso fornecerá uma maneira de testar consistentemente o desempenho do painel solar bifacial em ambientes internos que representa com precisão como os painéis funcionarão ao ar livre.

Com a expectativa de que a energia fotovoltaica bifacial forneça mais de 16% da demanda global de energia até 2050, a metodologia do SUNLAB melhorará os padrões internacionais de medição de dispositivos que atualmente não fazem distinção entre a cobertura do solo.

“Nosso método de caracterização proposto, o método de irradiância traseira em escala, é um método aprimorado para medição interna e modelagem de dispositivos bifaciais que é representativo das condições ambientais externas”, explica Erin Tonita, principal autora e estudante de doutorado em física sob a orientação da professora Karin Hinzer. , cujo grupo de pesquisa desenvolve novas formas de aproveitar a energia do sol.

“Incorporar este novo método em futuros padrões bifaciais forneceria uma metodologia consistente para testar o desempenho do painel bifacial sob condições de solo, incluindo neve, grama e solo, correspondendo a condições de iluminação globalmente variáveis.”

A energia fotovoltaica é o estudo da conversão de energia solar em eletricidade por meio de materiais semicondutores, como o silício. Nos painéis solares bifaciais, o material semicondutor é colocado entre duas folhas de vidro para permitir a coleta da luz solar em ambos os lados, com um lado normalmente inclinado em direção ao sol e o outro lado em direção ao solo. A luz adicional coletada pelos painéis solares bifaciais na parte traseira oferece uma vantagem sobre os painéis solares tradicionais, com os fabricantes anunciando um aumento de até 30% na produção em comparação com os painéis solares tradicionais. Os painéis solares bifaciais também são mais duráveis ​​do que os painéis tradicionais e podem produzir energia por mais de 30 anos.

“A implementação deste método em padrões internacionais para tais painéis pode permitir previsões de desempenho de painéis bifaciais ao ar livre dentro de 2% absolutos”, diz Tonita, que espera que os benefícios desta metodologia incluam:

• Permitindo comparações entre tecnologias bifaciais existentes e emergentes.
• Aprimorando o desempenho por meio da otimização do projeto específico da cobertura do solo.
• Aumentar as implantações de painéis solares em mercados não tradicionais.
• Reduzindo o risco de investimento em implantações de painéis bifaciais.
• Aprimorando as folhas de dados de fabricação de painéis bifaciais.

“Este método é de particular importância à medida que a penetração de energia renovável aumenta em direção a um mundo líquido zero, com fotovoltaica bifacial projetada para contribuir com mais de 16% do suprimento global de energia até 2050, ou cerca de 30.000 TWh anualmente”, diz Hinzer, fundador da SUNLAB e a Cátedra de Pesquisa Universitária em Dispositivos Fotônicos para Energia e Professora na Escola de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação.

“Isso estenderá os padrões atuais da Comissão Eletroquímica Internacional para medições de painéis solares bifaciais, permitindo comparações precisas de tecnologias de painéis bifaciais, otimização específica de aplicativos e padronização de classificações de energia de painéis bifaciais”, acrescenta Hinzer, cujos pesquisadores do SUNLAB trabalharam em colaboração com o Arizona State Universidade para o estudo.

Instalado no Centro de Pesquisa em Fotônica da Universidade de Ottawa, o SUNLAB é o principal laboratório canadense de modelagem e caracterização para a próxima geração de dispositivos solares bifaciais, multijunções e concentradores.