Svelare la Potenza del Fotovoltaico Avanzato: Tecnologie Rivoluzionarie e Prospettive Future
Una cella fotovoltaica, anche detta cella solare, è un dispositivo non meccanico con la capacità di convertire direttamente la luce solare in elettricità.Fotovoltaicosono realizzati con materiale semiconduttore; i fotoni (luce solare) che colpiscono la superficie del materiale semiconduttore vengono o riflessi o assorbiti dal materiale semiconduttore; i fotoni (luce solare) assorbiti vengono convertiti in elettricità.
L'efficienza della conversione della luce solare in elettricità è aumentata nel corso dei decenni; rispetto al 10% di efficienza negli anni '80, il tasso di conversione si sta avvicinando al 20% oggi con i moduli all'avanguardia. In mercati di nicchia, come i satelliti spaziali, le celle FV hanno raggiunto il 50% di efficienza.
Attualmente, le celle solari realizzate consemiconduttori monocristallini III-Vsono le più efficienti nella conversione della luce solare in elettricità; sono costruite con elementi come gallio e indio. Sono molto più costose rispetto ad altre tecnologie. Al momento, le celle fotovoltaiche risentono dell'alto costo di produzione e dell'efficienza della conversione di elettricità. Le organizzazioni stanno cercando modi per ridurre i costi di produzione associati alle celle fotovoltaiche e metodi innovativi per rendere la tecnologia più pratica nell'uso, con conseguente sviluppo di soluzioni fotovoltaiche avanzate.
La perovskite è il materiale solare più recente la cui struttura cristallina è ideale per l'assorbimento solare. Le celle alla perovskite funzionano meglio del silicio a basse intensità luminose, nei giorni nuvolosi, consentendo un tasso di conversione più elevato. Un altro vantaggio delle celle alla perovskite è che possono essere prodotte in architetture a strati molto sottili con un elevato livello di trasparenza, offrendo un'enorme opportunità per quanto riguarda la creazione di design di pannelli flessibili. Sono un'opzione comparativamente più economica e ampiamente disponibile, che consente di produrre energia solare a basso costo
Quota di mercato per applicazione:il mercato fotovoltaico è suddiviso nei segmenti Utilities, Residenziale e Commerciale. Nel2020, Utilitiesha avuto laquota di mercato maggiore del 38,2%, durante il periodo previsto, l'applicazione residenziale dovrebbe avere il più alto tasso di crescita
Per regione geografica:L'Asia Pacifico dovrebbe guidare il mercato fotovoltaico dal 2020-2025; l'adozione nei mercati di Cina, India e Giappone sta alimentando la crescita del mercato. Entro il 2035, per raggiungere l'obiettivo del 20% di energia globale alimentata dal solare, la nuova capacità di produzione di moduli FV deve crescere almeno di 5-10 volte
Sfide:La mancanza di terreno operativo è un'altra sfida importante per la crescita del mercato, oltre all'elevato costo di produzione e al basso tasso di assorbimento o conversione della radiazione solare. I sistemi FV richiedono ampie aree di terreno, sollevando preoccupazioni per il degrado del suolo e la perdita di habitat.
Tecnologie Fotovoltaiche Avanzate
Vetri Solari a Concentrazione–I concentratori solari luminescenti (LSC) sono un pezzo trasparente di plastica o vetro che hanno una caratteristica, possono catturare la luce solare e concentrarla lungo i bordi. Gli LSC possono essere utilizzati per creare superfici trasparenti, possono essere utilizzati nei campi agricoli.
Pannelli Solari Curvi–I pannelli solari curvi sono creati con lo scopo di aumentare la quantità di energia solare catturata e hanno dimostrato di catturare la luce solare in modo più efficiente rispetto a quelli convenzionali nei giorni nuvolosi
Pannelli Solari Anti-Riflesso–Si tratta di vetri antiriflesso omnidirezionali, che facilitano la trasmissione attraverso l'intero spettro a tutte le angolazioni. Raccolgono l'energia solare altrimenti persa a causa della riflessione.
Applicazione del Fotovoltaico Avanzato
Agrivoltaico–È stato detto che con l'aiuto dell'Agrivoltaico, laproduttività globale del suolopotrebbeaumentare da un valore compreso tra il 35 e il 73%.Il concetto alla base dell'Agrivoltaico è che i pannelli solari e le colture alimentari vengono combinati sullo stesso terreno per massimizzare l'uso del suolo. Secondo la ricerca condotta, la produttività del suolo aumenta del 60% con l'uso del sistema agrivoltaico
Floatovoltaico–Definito anche come FV galleggiante è un nuovo metodo per l'installazione di pannelli solari in acqua. Potrebbero essere modulari per natura invece di essere fissi a terra e possono formare grandi strutture mantenendo la configurazione geometrica. L'efficienza è dimostrata essere superiore dell'8-10% rispetto ai pannelli solari a terra
Inseguitore FV–Definito anche come Inseguitore Solare sono dispositivi che seguono il sole mentre il giorno passa. Con l'aiuto degli inseguitori FV, i pannelli solari possono regolarsi per seguire il percorso del sole, aumentando l'efficienza dell'assorbimento della luce solare
Necessità del Fotovoltaico Avanzato
Decenni di studi hanno stabilito che le principali fonti di produzione di energia hanno un enorme impatto sull'ambiente, essendo un grande contributo ai cambiamenti climatici. Tuttavia, il consumo di energia non può essere ridotto per mitigare questi effetti, al contrario, con il mondo in via di sviluppo in crescita, il consumo di energia non farà che aumentare.
Ogni paese ha fissato obblighi per ridurre la propria dipendenza dal carbone per rendere il consumo di energia sostenibile, ilfotovoltaicole tecnologie sono diventate molto cruciali insieme ad altre soluzioni di energia rinnovabile. Tuttavia, al momento ci sono alcune sfide nell'adozione di queste tecnologie, tra cui l'elevato costo di produzione, la bassa efficienza di conversione e gli ingenti requisiti di terreno. Le aziende stanno sviluppando soluzioni innovative per risolvere questi problemi e hanno avuto successo in molte occasioni. Tuttavia, è necessario un progresso continuo nelle tecnologie fotovoltaiche per l'ampia implementazione di queste tecnologie in diversi settori.
Autore: Abhishek Saini
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