5 Neue Solarenergietechnologien in 2021

In den letzten vierzig Jahren hat die Nutzung von Solarenergie in den Vereinigten Staaten dynamisch zugenommen. Erst 2018 wurden weitere 10,6 GW Solarstrom genutzt, wodurch der Gesamtverbrauch des Landes auf 64,2 GW stieg. Doch diese scheinbar erfolgreiche Ergänzung trägt immer noch nur 1,6% des gesamten Stromverbrauchs in den Staaten bei. Mit vielen neuen Solarstromtechnologien am Horizont könnte der Anstieg jedoch bald viel größer sein.

Gebäudeintegrierte Photovoltaik

Viele Gebäude haben Oberflächen, die leicht zur Sonnenenergie beitragen könnten, ohne ihr Image zu beeinträchtigen. Der ästhetische Reiz der gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV) könnte die Nutzung von Solarenergie dramatisch steigern. Kundenspezifische Paneele werden bereits in architektonische Merkmale wie Vordächer und Terrassen eingebaut. Das vielseitigste Produkt ist jedoch PV-Glas.

Es wird aus transparenten Photovoltaikzellen hergestellt. Das PV-Glas ist vorgespannt und lässt Tageslicht in ein Gebäude eindringen, während es ungesehen Energie erzeugt. Es ist eine Funktion, die leicht installiert werden kann, wenn eine Gewerbefläche renoviert wird. Die einfallsreiche Einbindung von Solarenergie in die Architektur hat viele Vorteile. Es gibt eine unbegrenzte Energiequelle, verringerte Wartungskosten, verbesserte Schalldämmung und thermische Optimierung. Es ist ein großer Schritt in Richtung eines Null-Kohlenstoff-Fußabdrucks.

Schwimmende Photovoltaik-Solarmodule

Seen und Stauseen haben einige der größten verfügbaren Flächen, die das Potenzial zur Erzeugung von Sonnenenergie haben. Ein großer Vorteil ist, dass schwimmende PV-Solarmodule enorme Mengen an Energie produzieren, ohne wertvolles Land oder Immobilien zu beanspruchen. Die erste kommerzielle Nutzung von schwimmenden Sonnenkollektoren fand 2007 in Japan statt. PV-Sonnenkollektoren verwenden im Allgemeinen ein Luftkühlsystem, um eine Überhitzung zu verhindern. In der schwimmenden Version wurde jedoch festgestellt, dass Wasser die Stromerzeugung um 10% erhöht.

Dies war auf die kühlende Wirkung des Wassers unter den Paneelen zurückzuführen. Die Kosten für die Wartung der Paneele eines schwimmenden Systems sind geringer. Dies liegt daran, dass das Wasser den Paneelen hilft, schmutzfrei zu bleiben. Darüber hinaus wird das Wassermanagement des Sees oder Reservoirs versehentlich kostengünstiger. Der Schattenwurf der Paneele trägt dazu bei, übermäßige Algenbildung deutlich zu reduzieren. Die Ausdehnung der schwimmenden Sonnenkollektoren reduziert die Verdunstung des Wassers drastisch.

Dünnschichtsolarzellen

Untersuchungen haben gezeigt, dass Solarzellen effektiver sind, wenn sie in bis zu vier Schichten angeordnet sind. Es ermöglicht ihnen, bis zu 46% der Sonnenenergie anstelle der 18% der Standardpaneele zu nutzen. Diese Art von Panel erweist sich jedoch als zu unpraktisch und teuer für den kommerziellen Einsatz. Die Lösung könnte durch die neueste Innovation in der Solartechnologie bereitgestellt werden. Solargewebe ist unglaublich dünn und leicht im Vergleich zu einem Standard-Photovoltaik-Panel.

Vor allem aber ist Solargewebe flexibel. Es kann leicht auf gewölbten oder kreisförmigen Strukturen verwendet werden. Andere Verwendungen umfassen Markisen über Türen, Zelte und Jalousien. Sein geringes Gewicht macht es ideal für große Flächen. Gegenwärtig beträgt der Wirkungsgrad von Solarzellen zur Erfassung der Sonnenenergie ungefähr 13%. Es hat sich jedoch gezeigt, dass Solargewebe bei schlechten Lichtverhältnissen effektiver ist.

Solarbeleuchtung

Solarbetriebene LED-Beleuchtung verändert Straßen und Wege in den USA. LED-Solarbeleuchtung hat den Vorteil, netzunabhängig zu arbeiten. Die Kosteneinsparungen über eine Lebensdauer von mindestens fünfundzwanzig Jahren sind beträchtlich. Bei der Installation von netzunabhängiger Beleuchtung können weitere Einsparungen erzielt werden. Es ist nicht erforderlich, herkömmliche Graben- und Kabelinstallationen zu verwenden, die immer teuer sind. Die neueste technologie in LED solar-powered beleuchtung hat verbesserte batterie funktion und elektronik.

Backup-Systeme halten die Beleuchtung mehrere Tage lang funktionsfähig. Die Effizienz wird durch steuerbare Elektronik stark verbessert. Die Beleuchtung kann an jeden Ort oder jedes lokale Wetter angepasst werden. Einer der Hauptvorteile der LED-Solarbeleuchtung ist die öffentliche Sicherheit. Es kann in Bereichen eingesetzt werden, die mit herkömmlicher Beleuchtung normalerweise unzugänglich oder schwer anzupassen sind. Batteriebetriebene LED-Solarbeleuchtung ist nachhaltig und ökologisch.

Photovoltaik-Lärmschutzwände

Es gibt ungefähr 3.000 Meilen Lärmschutzwände, die amerikanische Autobahnen säumen. Ihre Funktion besteht darin, die Lärmbelästigung zu reduzieren, indem Schallwellen dorthin zurückgeleitet werden, woher sie kommen. Lärmschutzwände tragen auch zur Verringerung der Luftverschmutzung bei, indem sie die Ausbreitung schädlicher Dämpfe einschränken. Aber während diese Barrieren Nachbarschaften vor übermäßigem Lärm schützen, bieten sie auch nützlichen Raum für die Solarenergieerzeugung. Es wird geschätzt, dass die Barrieren jedes Jahr rund 400 GW Strom produzieren könnten.

Eine innovative Entwicklung besteht darin, doppelseitige Solarzellen zu verwenden, die die Chancen erhöhen, in jeder Position eine gute Leistung zu erbringen. Um Lärmschutzwände für Solarenergie geeignet zu machen, müssen sie richtig ausgerichtet sein, um die Sonne effizient zu nutzen. Die Neigung und Ausrichtung der Platten sind weniger ein Problem, wenn sie mit doppelseitigen Solarzellen verwendet. Und mit einer Ost-West-Ausrichtung haben sie das beste Solarenergiepotenzial in ihrer Multifunktionsrolle.

Fazit

Solarenergie kann leicht erhebliche Mengen an kostengünstigem, grünem Strom liefern. Durch neue Technologien und kontinuierliche Verbesserungen werden Photovoltaik-Solarzellen noch vielseitiger. Neue Solarstromtechnologien demonstrieren die Vielseitigkeit dieser leistungsstarken Energiequelle. Praktische Anwendungen von der Architektur bis zur Straßenbeleuchtung helfen, Energie und Kosten zu sparen. Sie sind auch klare Anzeichen dafür, dass die Zukunft solarbetrieben ist.