Naukowcy udoskonalają systemy termofotowoltaiczne (TPV), które przekształcają ciepło w energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych, co stanowi ciche i łatwe w utrzymaniu rozwiązanie energetyczne.
Analiza ukazuje potencjał TPV w zakresie opłacalnego wytwarzania energii, podkreślając kluczowe czynniki wpływające na ekonomiczną wykonalność.
W miarę jak świat zmierza w kierunku zrównoważonej energii, naukowcy opracowują nowe technologie umożliwiające wydajną konwersję ciepła na energię elektryczną. Obiecującym podejściem jest termofotowoltaika (TPV), która wykorzystuje ciepło z emiterów ciepła do wytwarzania energii za pośrednictwem specjalnie zaprojektowanych ogniw fotowoltaicznych. Systemy TPV wyróżniają się zdolnością do cichego wytwarzania energii bez ruchomych części, co czyni je łatwymi w utrzymaniu i potencjalnie opłacalnymi. Niedawne badanie, opublikowane w czasopiśmie „ Journal of Photonics for Energybada opłacalność technologii TPV zintegrowanej z systemami fotowoltaicznymi i magazynowania energii, podkreślając jej potencjał dla przyszłych zastosowań.
W badaniu przeprowadzono szczegółową analizę techniczno-ekonomiczną systemu TPV połączonego z materiałami zmiennofazowymi do magazynowania energii. Naukowcy zastosowali metodę optymalizacji, aby określić uśredniony koszt zużytej energii (LCOE) i uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOEel) w czterech scenariuszach dla typowego budynku mieszkalnego w Boone w stanie Iowa. Scenariusze te różniły się pod względem kluczowych czynników finansowych, w tym kosztów kapitałowych, stóp inflacji cen paliw i energii elektrycznej oraz wydatków związanych z wysokotemperaturowymi systemami magazynowania energii i wytwarzania energii.
Odkrycia wykazały niewielką redukcję zarówno LCOE, jak i LCOEel, w porównaniu ze wstępnymi szacunkami wynoszącymi odpowiednio 0,038 dolara za kilowatogodzinę i 0,128 dolara za kilowatogodzinę. Analiza ta obejmowała także ocenę niepewności metodą Monte Carlo, w ramach której zbadano, w jaki sposób różne zmienne mogą wpływać na te koszty w czasie. Wyniki sugerują, że chociaż technologia TPV ma znaczny potencjał ekonomiczny, LCOEel przekracza obecnie średnią cenę energii elektrycznej.
W badaniu zidentyfikowano kilka kluczowych czynników wpływających na całkowity koszt systemów TPV, w tym czas życia systemu, koszty kapitałowe, stopę inflacji i cenę gazu ziemnego. Naukowcy mają nadzieję, że skupiając przyszłe badania na tych obszarach, usprawnią wdrażanie technologii TPV, otwierając drogę dla bardziej wydajnych i zrównoważonych systemów energetycznych.
Odniesienie: „Analiza techniczno-ekonomiczna systemu fotowoltaicznego słonecznego dla budynku mieszkalnego” przeprowadzona przez Manisha Mosalpuri, Fatimę Toor i Marka Mba-Wrighta, 13 września 2024 r., Journal of Photonics for Energy.
DOI: 10.1117/1.JPE.14.042404
