Фотоэлектрический шумозащитный барьер с дизайном ZigZag

11 ноября 2024 г.Эмилиано Беллини

Бельгийско-голландская исследовательская группа разработала фотоэлектрический шумозащитный барьер зигзагообразной формы для применения вдоль автомагистралей и проезжей части, а также для фасадов зданий. «Особенно в густонаселенных районах, таких как Эйндховен, пространство для фотоэлектрических установок ограничено, а комфорт жизни в районах, близких к автомагистралям, находится под давлением», — сказал ведущий автор исследования Фэллон Колбертс. журнал о пв. «Фотоэлектрические шумозащитные барьеры ZigZag — отличное решение».

Конструкция ZigZag заключается в установке солнечных модулей по направлению к солнцу в зигзагообразной плоскости, при этом плоскость «заг» увеличивает световую связь с расположенной под ней солнечной панелью.

«Поскольку солнечная панель ориентирована на солнце, а не на водителя, эта конструкция может ограничить нежелательное отражение солнца и светофора на стеклянной поверхности солнечной панели, способствуя безопасности водителя». — пояснили ученые, отметив, что новый шумозащитный барьер также включает в себя шумоподавляющие материалы, чтобы уменьшить нежелательное отражение дорожного шума. «Кроме того, безопасность водителя может быть повышена за счет эстетического «закругления» конструкции, позволяющего избежать монотонных видов».

При поддержке нидерландского стартапа Wallvision исследовательская группа построила демонстратор размером 4 х 4 м с ориентацией на юго-юго-запад и двумя конфигурациями ZigZag. Для измерения температуры системы использовались восемь солнечных модулей, предоставленных бельгийским производителем Soltech, и датчики Fiber Bragg Grating (FBG). Также был использован шумопоглощающий материал, предоставленный немецким специалистом Rockwool. Модули разворачивались с углом наклона от 35 до 50 градусов.

С помощью серии моделирования и оценки жизненного цикла (LCA) исследователи обнаружили, что предлагаемый фотоэлектрический шумовой барьер имеет срок окупаемости от 6 до 10 лет. «Исследования LCA, проведенные Helmo, выявили низкий уровень выбросов CO2 в эквиваленте/кВтч по сравнению с комбинациями электроэнергии и хороший коэффициент окупаемости в течение срока службы», — сказал Колбертс. «Кроме того, моделирование показало, что выход энергии можно очень хорошо смоделировать с помощью оптимизированной структуры выхода энергии. Последнее может представлять интерес при проектировании и выборе мест для установки фотошумовых барьеров ZigZag».

Анализ также показал, что оптимальный угол наклона системы должен составлять от 20 до 40 градусов, что должно обеспечить правильный баланс между производительностью и снижением шума. Что касается энергоотдачи, то особой разницы при изменении угла наклона с 20 до 80 градусов замечено не было.

Моделирование также показало, что угол наклона в 50 градусов обычно обеспечивает более высокую выработку энергии в разные сезоны по сравнению с наклоном в 35 градусов, особенно в летние месяцы. «Причина этого — уменьшенное затенение от верхних крышек ZigZag при большем угле наклона», — объяснили ученые. «Демонстратор ZigZag PVNB может обеспечить годовую удельную мощность до 941 кВтч/кВт при угле наклона 35 градусов и 1066 кВтч/кВт при угле наклона 50 градусов».

Система была представлена ​​в исследовании «Исследование характеристик и LCA фотоэлектрического шумозащитного барьера ZigZag: на пути к массовой настройке приложений IIPV», опубликованный в Прикладная энергия. В исследовательскую группу вошли ученые из Университета прикладных наук Зюйда в Нидерландах, а также из Университета Хасселта и Института исследований групповых институтов Высшей школы Мозане в Бельгии.

«Wallvision работает над оптимизацией своего продукта для реализации коммерциализации фотоэлектрических компонентов ZigZag, которые можно использовать для создания фотоэлектрических шумовых барьеров», — добавил Колбертс. «В ближайшем будущем компания Wallvision планирует пилотный проект в Эйндховене, чтобы приблизить коммерциализацию фотоэлектрических шумовых барьеров ZigZag».