Фотоволтатроника: новите граници на слънчевата енергия в градска среда

Учени от Технологичния университет в Делфт, Холандия, идентифицираха ново изследователско поле в областта на фотоволтаиците, съобщава сайтът Рv-magazine.com. Новата област, наречена фотоволтатроника, е свързана с разработката и внедряването на интелигентни фотоелектрически системи от многофункционални  компоненти.  

По думите на Миро Земан, професор от Delft University of Technology, фотоните и електроните в соларните клетки са носители не само на енергия, но и на информация. „Идеята ни се състои в това, да намерим начин да обединим двете функционални възможности за пренос на енергия и на информация в едно устройство", обяснява той. „Това ще позволи да се проектират фотоволтаични клетки така, че не само да генерират електричество, но и да обработват информация." 

В статия, публикувана в Energy & Environmental Science, холандските учени посочват крайната цел на изследванията си: да се даде възможност на енергийните клетки да комуникират помежду си и с други устройства, като гарантират, че цялата генерирана енергия попада точно там, където е необходима, особено в градската среда. Учените смятат, че могат да постигнат целта си чрез разработването и изграждането на т.нар. PV-базирани интелигентни енергийни агенти (PV-IEA).  

„Понастоящем фотоволтаичните генератори изпълняват само една функция, а именно производството на електроенергия, поради което обикновено имат само електрически задвижващи механизми като оптимизатори на мощността", обясняват изследователите. В бъдеще PV-IEA ще съчетават фотоволтаичната технология с фотоника, микро- и силова електроника, сензорни технологии, съхранение на енергия, безжична комуникация и компютърни науки. 

Изследователите определиха пет подобласти за бъдещи разработки в новата област. Те включват: създаване на модели за оптимално събиране на енергия от околните енергийни източници; създаване на реални PV-базирани интелигентни енергийни агенти; стабилизиране на производството на енергия чрез интегриране на съхранението в рамките на фотоволтаичен модул; безжично предаване на електричество чрез нов електроден дизайн на фотоволтаичните панели; интегриране и управление на светлинно генериращи елементи за светлинна комуникация. 

Учените посочват единадесет потенциални приложения на фотоволтатрониката, с които тя може да допринесе за бъдещата „умна" градска среда. В бъдеще всяка повърхност в градските райони може да играе важна роля за осигуряване на полезна енергия от слънчевата радиация на градските жители. Не само използването на енергия, но и потокът от информация може потенциално да се захранва от слънчева радиация, смятат те. Разходите за PV-IEA, поне в краткосрочен план, ще бъдат по-високи от разходите за конвенционалните PV модули, но тенденциите в изследванията показват, че с развитието на фотоволтатрониката и бъдещото им широкомащабно въвеждане те скоро могат да се превърнат в основни градивни елементи за енергийните и информационните потоци в градовете.

„Очакваме през следващото десетилетие научната общност да бъде свидетел на израстването на фотоволтатрониката като изследователска област“, казват още те.