新しい研究によると、垂直型ソーラーパネルの性能が向上

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ドイツの研究者は、垂直型ソーラーパネルは水平型ソーラーパネルよりも優れている可能性があると主張しています。 通常、太陽電池パネルは水平に取り付けられ、太陽が空を横切るときに最大限の露出が得られるように南に向けられます。 それらは平らに置かれるのではなく、赤道からの距離に応じて 20 ～ 35 度の角度で配置されます。 ペンサコーラ、ピオリア、またはペンティクトンでは、太陽光発電所開発者にパネルを取り付ける正確な角度を伝える複雑な数式があります。 日中に太陽に追従してパネルを移動できる追跡システムもありますが、高価で定期的なメンテナンスが必要です。

しかし、もし社会通念が間違っていたらどうなるでしょうか? ライプツィヒ応用科学大学の研究者らは、片面が東を向き、もう片面が西を向くように両面受光型ソーラーパネルを設置すれば、より多くの再生可能電力を生成し、従来の太陽エネルギー発電所の副作用の1つである正午には電力が豊富だが十分ではないことを軽減できると主張している。午前か午後に。 彼らの研究は、スマートエネルギー誌の2022年8月号に掲載されました。

ソーラーパネルを垂直に取り付けることによるもう1つの利点は、農機具が下で動作できるように背の高い取り付けシステムを必要とせずに、パネル間に作物が生育できるスペースが確保されることです。

「両面受光型ソーラーパネルは、両面から太陽光エネルギーを利用できます。東西方向に設置すると、ほとんどの電力が朝と夕方に発電されます。これにより、蓄電の必要性が減り、同時に発電に必要なスペースも確保できます」低い」と、この研究の筆頭著者であるライプツィヒ応用科学大学のソフィア・レーカー氏は言う。 研究者らは、EnergyPlan ソフトウェアを使用したドイツのエネルギー システムのシミュレーションに基づいて研究を行っています。

ウラジーミル・プーチン大統領のウクライナに対する犯罪攻撃によりドイツはメタン供給の大幅な削減に直面しているため、ドイツ政府は今月、エネルギー輸入への依存を減らし、二酸化炭素排出量を削減するための新たな政策を制定した。 この政策では、再生可能エネルギーの割合を現在の50％弱から2030年までに少なくとも80％まで高めることを求めている。

「両面受光型太陽電池モジュールは、従来の太陽光発電システムよりも若干高価です。しかし、利用可能な太陽光発電の時間が増えるため、ガス火力発電所などの他の電力の必要性が減ります。垂直に設置することで、太陽光発電システムは簡単に設置できます。」 「これにより、農家に追加の収入機会が生まれ、ドイツにおける再生可能エネルギーの潜在的可能性が大幅に高まるため、追加のエネルギーを少量輸入するだけで済みます」と、ネットワーク型エネルギーシステム教授で共同研究者であるイェンス・シュナイダー氏は述べています。研究の著者。

農地に設置された太陽光パネルは、作物を風や熱から守り、特定の作物の成長をサポートします。 生物多様性を高めるための花のストリップをモジュールの直下に設置することも可能です。 いわゆる農業用太陽光発電は、連邦政府の新たな法的パッケージの結果として、将来特に促進されるだろうと研究者らは示唆している。

研究者のソフィア・レーカー氏、イェンス・シュナイダー氏、クリストフ・ゲルハルツ氏は、研究のために EnergyPlan ソフトウェアを使用して、2030 年の二酸化炭素排出量を 1990 年と比較して 80% 削減するドイツのエネルギー システムをモデル化しました。研究者らは、現在の 64 から 195 に増加すると仮定しています。風力エネルギー容量はギガワット、太陽光エネルギー容量は現在の 58 ギガワットから 400 ギガワットです。

このレベルの再生可能エネルギーを追加するには、通常、蓄電池の大幅な増加が必要ですが、追加された太陽光発電容量の大部分が東西方向に垂直に設置される場合、蓄電の必要性が減少することが研究で示されています。 追加の蓄電がないシナリオでは、これだけで年間 10 メガトン以上の CO₂ を節約できます。

以下のグラフは、従来の向き、東西向き、南北向き、および向きの組み合わせによる一般的な太陽光発電量を示しています。 東西方向の太陽光発電システムは、従来の太陽光発電システムよりも何時間も早く発電を開始し、何時間も遅くまで発電を続けます。 ただし、正午の時間帯には生産量が大幅に減少します。

画像クレジット: ライプツィヒ応用科学大学

これらの正午の時間帯は、太陽エネルギーが頻繁に需要を超えるため、後で使用するために貯蔵するか、削減する必要があり、これは多くの場合、無駄になることを意味します。 垂直方向のソーラーパネルは、需要が増加するが太陽光発電所からの供給が減少する午後遅くと夕方に通常稼働するピーカープラントの必要性を削減または排除できる可能性があります。

「垂直型太陽光発電システムにより、貯蔵容量の低下やガス発電所の利用率の低下が可能になることが示される可能性があります。貯蔵オプションがなければ、全体の二酸化炭素排出量を年間最大1,020万トン削減することが可能です」と研究者らは主張している。

「特に地域当たりの人口が多い国では、太陽光発電所に利用できる面積は重要な問題です。その地域を食料生産に特化すべきか、それとも電力生産に特化すべきかについては、しばしば議論されます。また、私たちは、太陽光発電所の建設を促進するためにより多くのスペースを必要としています。」 「生物多様性。APV システムから生成される理論上の位置エネルギーは、農地が豊富に利用できるため非常に高く、ドイツでは年間最大 1,700 TWh に達します。これは、同国の 2019 年の電力需要である年間約 500 TWh の 3 倍以上です。」

これは「ああ、HAH！」ですか？ 太陽光発電の瞬間は？ それは可能性があります。 何よりも、人々が常識に挑戦したときに何が起こり得るかを示しています。 垂直方向の太陽光発電所は、太陽エネルギーと農業コミュニティとの間の紛争に終止符を打つ可能性がある。この紛争は、過熱する地球の存続の脅威に対処するよりも、多くの人が自分たちの「生活様式」を守ることに関心を持っている米国の特定の地域で特に深刻である。

水を電気分解して緑色の水素を生成したり、鉄鋼の製造に伴う炭素排出を削減したりするために、正午に豊富な（したがって安価な）太陽エネルギーが利用できるという見通しに、よだれを垂らしている業界はたくさんあります。 しかし、一日の早い時間帯と遅い時間帯に、より多くの太陽エネルギーをオンラインに導入することは、新しい火力発電所や原子力発電所よりも再生可能エネルギーを優先する選択肢にするためのもう 1 つのツールになる可能性があります。

既成概念にとらわれずに考え、無尽蔵（少なくとも数十億年）の太陽の力を利用する新しい方法を想像した研究者たちに敬意を表します。 次の世紀、そしてそれ以降も地球を居住可能な状態に保つためには、人類が結集できるあらゆる創造的な思考が必要となるでしょう。

スティーブは、フロリダの自宅やフォースに導かれそうな場所から、テクノロジーと持続可能性の間のインターフェースについて書いています。 彼は「目が覚めた」ことを誇りに思っており、ガラスが割れた理由などまったく気にしていません。 彼は、3000 年前にソクラテスが言ったことを熱心に信じています。「変化の秘訣は、古いものと戦うことではなく、新しいものを構築することにすべてのエネルギーを集中することです。」

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