Вчені завжди шукають способи зробити наш світ кращим, і однією з областей, на якій вони зосереджуються, є сонячна енергія. Одна з ідей у цій галузі полягає в тому, щоб зробити сонячні елементи більш ефективними, сконцентрувавши на них більше сонячного світла.
Досліджуючи це нещодавно, група вчених з Кавендішської лабораторії та AMOLF (Амстердам, Нідерланди) виявила, що підвищити ефективність сонячних батарей таким чином складніше, ніж ми можемо думати, але виявили інші шляхи, за допомогою яких можна покращити сонячну енергію. захоплення енергії в будь-якій точці планети.
Дослідникам було цікаво з’ясувати, чи можна налаштувати сонячні батареї, пристрої, які перетворюють сонячне світло в електрику, щоб працювати краще в різних частинах світу, де концентрація сонячного світла може бути вищою. Щоб перевірити це, вони використали моделі машинного навчання та нейронні мережі (AI), щоб зрозуміти, як сонячне випромінювання буде поводитися в різних точках на Землі.
Вони інтегрували ці дані в електронну модель для розрахунку виходу сонячних батарей. Шляхом моделювання різних сценаріїв вони могли передбачити, скільки енергії сонячні елементи можуть виробляти в різних місцях по всьому світу.
Інноваційні рішення за межами ефективності
Однак їхні висновки, опубліковані в Joule, показали дивовижний поворот. «Зробити сонячні батареї надефективними виявляється дуже важко. Тож замість того, щоб просто намагатися покращити сонячні батареї, ми придумали інші способи отримувати більше сонячної енергії», — сказав доктор Томі Байкі, перший автор дослідження та науковий співробітник Кавендішської лабораторії та Люсі Кавендіш-коледжу. «Це може бути дуже корисним для спільнот, надаючи їм різні варіанти для роздумів, замість того, щоб просто зосереджуватися на тому, щоб зробити клітини більш ефективними за допомогою світла».
Уявіть собі сонячні панелі, які можуть згинатися та складатися, як оригамі, або ставати частково прозорими, щоб органічно вписуватися в навколишнє середовище та полегшувати їх встановлення. Підвищивши довговічність і універсальність цих панелей, вони можуть бути інтегровані в широкий спектр налаштувань, обіцяючи довговічність і ефективність.
«Ми пропонуємо інший план, завдяки якому сонячні панелі можуть добре працювати в різних місцях по всьому світу», — сказав Байкі. «Ідея полягає в тому, щоб зробити їх гнучкими, трохи прозорими/напівпрозорими та здатними складатися. Таким чином, панелі можна розмістити в будь-яких місцях».
Крім того, дослідники виступають за використання моделей пристроїв захоплення сонячних променів з метою оптимізації їх розташування для максимального поглинання сонячного світла. Цей підхід має потенціал для вдосконалення дизайну сонячних батарей, підвищення їх ефективності у використанні сонячної енергії.
«Це усвідомлення означає, що тепер ми можемо зосередитися на різних речах, а не просто покращувати роботу сонячних батарей. У майбутньому ми збираємося вивчити шляхи збору сонячних променів, які включають мозаїку. Це схоже на візерунок-головоломку, який може допомогти нам вловити ще більше сонячної енергії», — підсумував Байкі.