智慧追日系统虽然可以让太阳能板随着日照轨迹改变角度,提高模组发电量,但一般来说这些设备成本相对高昂,对此,美国柯盖德大学科学家已创造设计出低成本又可 DIY 的简易方法:只要一桶水跟一些石头,就可以将太阳能发电量提高三分之一。
在许多人喊着手机快没电或是大开冷气之时,世界上仍有上百万人无电可用,就好比乌干达有四分之一人口处在电网不及的区域,平均住户日用电量仅 0.04KWh(美国约 29KWh)。目前当地政府与国际机构、协会也正努力改变现状,致力投入太阳能、风力发电等再生能源与微电网建设。
对于乌干达居民来说,太阳能板是个良好的供电选择,几片太阳能板就可以为住户提供不少电力,柯盖德大学教授 Beth Parks 表示,只不过太阳能板的价格对大多人来说还是难以负荷,团队想要以低成本方法提高太阳能板的成本效益比,让住户可在不影响发电量的状况下,降低太阳能电池需求 30%,进而减少装设面积与成本。
乌干达居民为了避免太阳能板被偷走,基本上都会固定在屋顶上,模组并不会随着太阳起伏而倾斜、变更角度,使太阳能板无法与阳光保持垂直,让发电效率大打折扣,而若想要转换成追日系统,就还得装设感测器与马达,大大增加成本压力,显然要采用追日系统的话,Parks 团队就得开发新系统、自行打造低成本又简易的设备。
(Source:柯盖德大学)
目前团队已与美国非营利组织 SunSaluter 携手合作,成攻研发出基于重力原理的太阳能追日系统,这听起来相当复杂,但其实就跟跷跷板一样简单:首先将太阳能板装置在枢轴(Pivot)上,在模组西侧挂上石头,东侧放一袋水,只要让水缓慢流出,模组就会因为重力分布不平衡逐渐朝另一边倾斜,乍看之下就好像太阳能板随着日照移动一样。
研究团队也针对此设计,与当地焊接师傅研发出低成本倾斜支架,与 SunSaluter 高达 25 美元的支架相比,新倾斜支架只要 6 美元。该团队估计,包括太阳能板、电池、充电器、支架在内,总成本比传统方法还要低 10%。
且居民也不用担心太阳能板被偷走,由于支架较轻、太阳能板尺寸缩小,住户可以在夜间或是外出时将太阳能板放在屋内,再也不用装设在屋顶上方。
而至于这项系统是否真的可以提高太阳能发电量?根据美国物理学会测试,实验 20 天之后,他们发现这个简单又便宜的“追日”系统发电量比固定式多出数百瓦,发电量增加了 32%。
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(首图来源:Flickr/Dyniss Rainer CC BY 2.0)