媒体。 2020年11月27日

是否听说过光伏电子技术，即城市环境中太阳能的新领域？

荷兰的科学家正计划制造用于能源和信息应用的智能光伏设备。 他们的目的是使这种方法成为光伏研究的新领域，其最终目标是使太阳能电池彼此之间以及与其他设备之间进行通信，从而确保所有产生的能量都能准确到达所需的位置，尤其是在城市环境中。

图片：TU Delft

荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）的科学家们已经确定了光伏领域的一个新研究领域，他们称之为光伏电子学，该领域涉及在具有多种功能的组件中部署智能光伏设备。

TU Delft教授Miro Zeman解释说，太阳能电池中的光子和电子不仅是能量载体，还是信息载体。他说：“我们的想法是找到一种将这两个特征结合在一起并将能量和信息载体的功能融合到一个设备中的明智方法。” “这将使您能够以这样一种方式设计太阳能电池，即拥有一个不仅发电而且还能处理信息的新组件。”

在《能源与环境科学》杂志上发表的《光伏：能源和信息应用的基于智能光伏的设备》一文中，解释了该方法的预期实现方式，荷兰小组指定了这一新研究领域的最终目标是实现太阳能电池彼此之间以及与其他设备进行通信，从而确保所有产生的能量都能准确到达所需的位置，尤其是在城市环境中。

这将通过创建研究人员所谓的基于PV的智能能源代理（PV-IEA）来实现。学者表示：“将结合光伏技术与光子学，微电子和电力电子，传感器技术，储能，无线通信和计算机科学，开发新型PV-IEA。”这些设备中的每一个都必须基于三个主要元素：用于测量其环境条件和内部状态的传感器；控制算法和负责执行的“大脑”；需要执行器来执行和操作大脑做出的决策。研究人员进一步解释说：“目前，光伏发电机仅实现一种功能，即发电，因此它们通常仅具有电执行器，例如功率优化器。” “相反，PV-IEA可以是多功能的，因此它们也可以包含非电动致动器，例如光学致动器。”

确定了五个研究领域，以应对新领域的未来发展。其中包括：为从环境能源中获取最佳能量而建模；建立真正的基于光伏的智能能源代理；通过在光伏模块中集成存储来稳定能量输出；通过新颖的光伏面板电极设计实现无线电力传输；以及用于光通信的发光元件的集成和控制。

本文通过一个模型展示了这五个领域的组合可能带给未来的城市环境的一个例子，该模型显示了光伏电子在十一个方面的潜在应用，并包括以下创新：带有用于被动冷却的选择性光学滤光片的彩色PV电池；集成在自然通风立面上以进行热传递的PV烟囱：用作光保真（LiFi）信号接收器的PV模块； LED由光伏单元供电；可以产生电能，进行无线转换以及发送/接收数据信号的PV设备，它们也称为PV-LED电池；太阳能路；外立面的存储集成光伏组件；半透明BIPV电池，用于户外发电和室内光管理；具有高遮阳耐受性的智能光伏模块，并结合了用于城市监控的传感电子设备；具有无线功率传输和数据共享功能的光伏模块；内置PV-IEA的太阳能汽车之间通过LiFi进行通信。

荷兰学者总结道：“我们预计，在未来十年中，科学界将见证光伏电子学作为研究领域的发展。” “同时，为了能够在实际应用中引入光伏电子设备，有必要评估与使用它们有关的法律问题和义务。”

资讯来源自: https://www.pv-magazine-australia.com/2020/11/27/ever-heard-of-photovoltatronics-the-new-frontier-of-solar-in-urban-environments/