В последние сорок лет в Соединенных Штатах наблюдается динамичный рост использования солнечной энергии. Не далее как в 2018 году было задействовано дополнительно 10,6 ГВт солнечной энергии, в результате чего общее потребление в стране достигло 64,2 ГВт. Тем не менее, это, по-видимому, успешное дополнение по-прежнему составляет лишь 1,6% от общего объема электроэнергии, используемой в Штатах. Однако с появлением на горизонте многих новых технологий солнечной энергетики рост может быть намного больше.
Создание интегрированной фотоэлектрической системы
Многие здания имеют поверхности, которые могут легко вносить вклад в солнечную энергию, не ухудшая их имиджа. Эстетическая привлекательность Building Integrated Photovoltaics (BIPV) может значительно увеличить использование солнечной энергии. Индивидуальные панели уже устанавливаются в такие архитектурные элементы, как навесы и террасы. Однако наиболее универсальным продуктом является PV-стекло.
Он изготовлен из прозрачных фотоэлементов. PV-стекло закалено и пропускает дневной свет в здание, производя невидимую энергию. Это функция, которую можно легко установить при ремонте коммерческого помещения . Творческое использование солнечной энергии в архитектуре имеет много преимуществ. Неограниченный источник энергии, снижение затрат на обслуживание, улучшенная звукоизоляция и тепловая оптимизация. Это отличный шаг к нулевому выбросу углерода.
Плавающие фотоэлектрические солнечные панели
Озера и водохранилища обладают одними из самых больших имеющихся площадей, которые могут производить солнечную энергию. Основным преимуществом является то, что плавающие фотоэлектрические солнечные панели производят огромное количество энергии, не занимая при этом ценных земель или недвижимости. Первое коммерческое использование плавающих солнечных панелей было в Японии в 2007 году. В фотоэлектрических солнечных батареях обычно используется система воздушного охлаждения для предотвращения их перегрева. Но в плавучей версии было обнаружено, что вода увеличивает выработку электроэнергии на 10%.
Это произошло из-за охлаждающего эффекта воды под панелями. Стоимость обслуживания панелей плавающей системы меньше. Это потому, что вода помогает панелям оставаться чистыми. Кроме того, управление водными ресурсами озера или водохранилища непреднамеренно становится более рентабельным. Оттенок панелей помогает значительно уменьшить чрезмерное образование водорослей. Пространство плавающих солнечных панелей резко снижает испарение воды.
Тонкопленочные солнечные элементы
Исследования показали, что солнечные элементы более эффективны, если они расположены в четырех слоях. Это позволяет им использовать до 46% солнечной энергии вместо 18% стандартных панелей. Однако этот тип панелей оказался слишком неудобным и дорогим для коммерческого использования. Решение может быть предоставлено последними инновациями в солнечной технологии. Солнечная ткань невероятно тонкая и легкая по сравнению со стандартной фотоэлектрической панелью.
Но самое главное, солнечная ткань гибкая. Его можно легко использовать на куполообразных или круглых конструкциях. Другое использование включает навесы над дверными проемами, палатки и оконные шторы. Небольшой вес делает его идеальным для покрытия больших пространств. В настоящее время эффективность солнечной ткани по улавливанию солнечной энергии составляет примерно 13%. Однако доказано, что солнечная ткань более эффективна при слабом освещении.
Солнечное освещение
Светодиодное освещение на солнечных батареях преображает улицы и тропы в США. Преимущество светодиодного солнечного освещения заключается в том, что оно работает в автономном режиме. Экономия расходов в течение как минимум двадцати пяти лет значительна. Дополнительная экономия может быть получена при установке автономного освещения . Нет необходимости использовать традиционные траншейные и кабельные системы, которые всегда дороги. Новейшие технологии в светодиодном освещении на солнечной энергии улучшили работу аккумуляторной батареи и улучшили электронику.
Системы резервного копирования сохраняют работоспособность освещения в течение нескольких дней. Эффективность значительно повышается за счет управляемой электроники. Освещение можно настроить в соответствии с любым местоположением или местными погодными условиями. Одно из главных преимуществ светодиодного солнечного освещения — общественная безопасность. Его можно использовать в местах, которые обычно недоступны или трудно приспособить к обычному освещению. Светодиодное солнечное освещение с питанием от батареек является экологичным и устойчивым.
Фотоэлектрические шумозащитные барьеры
Американские шоссе покрывают шумозащитные экраны протяженностью около 3 000 миль. Их функция — уменьшить шумовое загрязнение, отводя звуковые волны туда, откуда они пришли. Шумозащитные экраны также способствуют снижению загрязнения воздуха, ограничивая распространение вредных паров. Но хотя эти барьеры защищают районы от чрезмерного шума, они также предоставляют полезное пространство для производства солнечной энергии. По оценкам, барьеры могут производить около 400 ГВт электроэнергии в год.
Инновационная разработка заключается в использовании двусторонних солнечных элементов, повышающих шансы на успешную работу в любом положении. Чтобы шумозащитные экраны подходили для использования с солнечной энергией, их необходимо правильно выровнять, чтобы эффективно использовать солнце. Наклон и ориентация панелей менее важны при использовании с двусторонними солнечными элементами. А с ориентацией восток-запад они обладают лучшим потенциалом солнечной энергии в своей многофункциональной роли.
Заключение
Солнечная энергия может легко обеспечить значительное количество недорогой экологически чистой электроэнергии. Благодаря новым технологиям и постоянному совершенствованию солнечные фотоэлектрические элементы становятся еще более универсальными. Новые технологии солнечной энергетики демонстрируют универсальность этого мощного источника энергии. Практические применения от архитектуры до уличного освещения помогают экономить энергию и расходы. Они также являются четким указанием на то, что будущее за солнечной энергией.