Исследование солнечной энергии, вдохновленное областью медицины

Целью исследования, финансируемого за счет гранта SunShot Initiative Министерства энергетики США (DOE) в размере 1,35 млн долларов, является разработка конструкций, которые увеличивают срок службы модулей и обеспечивают более предсказуемую выходную мощность, что может помочь снизить стоимость экологически чистой энергии и повысить уверенность в отношении возобновляемых источников энергии. инвесторы.Министерство энергетики стремится точно предсказать и тем самым продлить срок службы солнечных панелей, которые, как ожидается, будут вырабатывать электроэнергию в течение 30 и более лет. Но чтобы обеспечить предсказуемо более длительный срок службы, производителям нужна более полная информация о том, какие факторы влияют на окончание срока службы модуля.Вместо того, чтобы изучать части фотоэлектрических модулей в лаборатории, «мы используем подход к биоинформатике и анализу данных», — сказал Роджер Френч, профессор материаловедения и инженерии Ф. Алекса Нэсона и директор Центра солнечной долговечности и продления срока службы (SDLE). . «Как врачи, которые изучают 30 000 медсестер за 20 лет, глядя на то, сколько курят, сколько страдают избыточным весом и сколько упражняются… Мы используем тот же подход для анализа солнечных фотоэлектрических модулей».

«В такого рода исследованиях вы можете задавать сложные вопросы и получать ответы», — сказал Френч.Исследователи будут собирать и анализировать данные о модулях различных брендов, в разных климатических условиях, в разном возрасте и в разных установках на четырех континентах.

Они также разработают новые тесты в центре SDLE, чтобы понять физические процессы, происходящие в полевых условиях. Центр ускорит старение, подвергая модули воздействию солнечного излучения и погодных условий, эквивалентных десятилетиям, всего за несколько лет.

«Мы определим и ранжируем по важности точности прогнозов переменные, которые изменяют прогнозируемые характеристики модулей в течение всего срока службы, используя наш статистический / эпидемиологический, научный подход к деградации», — сказал Цзяян Сунь, профессор эпидемиологии и биостатистики Медицинской школы CWRU и директор. Центра статистических исследований, вычислений и сотрудничества.Объединив эту информацию с механизмами деградации, обнаруженными в лабораторных тестах, исследователи определят факторы, которые больше всего способствуют ухудшению работы модуля. Эти факторы станут целью усовершенствования технологии.

«Мы сможем более точно оценить, сколько энергии и денег модули будут производить в течение своего срока службы — информация, которая будет полезна производителям, пользователям и инвесторам», — сказал Тимоти Пешек, профессор материаловедения и инженерных исследований Case Western Reserve и один из руководители проекта.Партнеры в этой работе включают Underwriter’s Laboratories; SunEdison, производитель солнечных систем для домов, предприятий и электростанций; Terraform Power, компания по возобновляемым источникам энергии, которая предоставит данные о почти 400 солнечных электростанциях, которыми она владеет и управляет в Северной и Южной Америке; Сандийская национальная лаборатория; и Fraunhofer-ISE, крупнейший научно-исследовательский институт солнечной энергии в Европе.Исследовательская группа в центре SDLE Case Western Reserve также будет субполучателем еще одной награды SunShot Initiative, направленной на изучение задних листов более чем 200 модулей.

Задний лист — это тонкий многослойный лист, который покрывает заднюю часть модуля, защищая рабочих от высокого напряжения, а другие материалы панели — от повреждения ультрафиолетовым светом и элементами.Underwriter’s Laboratories возглавит предварительное исследование. Партнерами в этом проекте являются Arkema, международная компания по производству химикатов и передовых материалов; 3М, производитель современных материалов; Национальный институт стандартов и технологий, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии и Северо-Восточный университет.

SDLE выполнит эпидемиологический анализ данных, предоставленных остальной частью группы, и проверит наличие слабых мест в лаборатории.Задний лист, как изоляция электрического провода, защищает монтажников и обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Покрытие также защищает внутренние части от влажности, дождя и снега, пыли и химического загрязнения.

«Деградация приводит к нарушениям безопасности и отказу самого модуля», — сказала Лаура Брукман, профессор-исследователь в области материаловедения и инженерии CWRU, которая будет руководить анализом. «Наша цель — понять, как в реальном мире в различных климатических зонах не работают задние листы».Исследования начинаются в октябре и могут продолжаться до 2018 года.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.