比利時(shí)-荷蘭研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種采用之字形設(shè)計(jì)的光伏隔音屏障，可用于高速公路和道路沿線以及建筑立面。“特別是在埃因霍溫等人口密集的地區(qū)，光伏安裝空間有限，靠近高速公路地區(qū)的居住舒適度也面臨壓力，”該研究的主要作者 Fallon Colberts 告訴《光伏》雜志。“之字形光伏隔音屏障是一種極好的解決方案。”

ZigZag 設(shè)計(jì)包括將太陽(yáng)能模塊以“之字形”平面朝向太陽(yáng)安裝，而“之字形”平面則增加了與底層太陽(yáng)能電池板的光耦合。

“由于太陽(yáng)能電池板朝向太陽(yáng)，而不是朝向駕駛員，這種設(shè)計(jì)可以限制太陽(yáng)能電池板玻璃表面不必要的陽(yáng)光和交通燈反射，從而有助于駕駛員的安全。”科學(xué)家們解釋說(shuō)，并指出新型隔音屏障還集成了降噪材料，以減少不必要的交通噪音反射。“此外，通過(guò)避免單調(diào)的視野，結(jié)構(gòu)美觀的‘鋸齒’可以提高駕駛員的安全性。”

在荷蘭初創(chuàng)公司 Wallvision 的支持下，研究小組建造了一個(gè) 4 米 x 4 米的演示器，采用西南偏南方向和兩個(gè) ZigZag 配置。它依靠比利時(shí)制造商Soltech提供的八個(gè)太陽(yáng)能模塊和用于測(cè)量系統(tǒng)溫度的光纖布拉格光柵 (FBG) 傳感器。它還利用了德國(guó)專家 Rockwool 提供的吸音材料。模塊的部署傾斜角度范圍為 35 到 50 度。

通過(guò)一系列模擬和生命周期評(píng)估 (LCA)，研究人員發(fā)現(xiàn)，擬議的光伏隔音屏障的回收期為 6 至 10 年。“Helmo 進(jìn)行的 LCA 研究顯示，與電力組合相比，其二氧化碳當(dāng)量/千瓦時(shí)較低，且回收期與生命周期比率良好，”Colberts 說(shuō)道。“此外，模擬表明，通過(guò)優(yōu)化的能量產(chǎn)出框架可以很好地模擬能量產(chǎn)出。在設(shè)計(jì)和選擇安裝 ZigZag 光伏隔音屏障的位置時(shí)，后者可能很有吸引力。”

分析還發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的最佳傾斜角度應(yīng)為 20 至 40 度，這應(yīng)能確保產(chǎn)量和降噪之間的適當(dāng)平衡。不過(guò)，就能量產(chǎn)量而言，將傾斜角度從 20 度改為 80 度時(shí)，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)特別的差異。

模擬還顯示，與 35 度傾斜相比，50 度傾斜角在不同季節(jié)通常能產(chǎn)生更高的能量，尤其是在夏季。“原因是傾斜角度較大時(shí)，上部 ZigZag 蓋板的遮光作用減弱，”科學(xué)家解釋道。“ZigZag PVNB 演示器在傾斜角度為 35 度時(shí)可產(chǎn)生高達(dá) 941 kWh/kWp 的年比產(chǎn)量，在傾斜角度為 50 度時(shí)可產(chǎn)生高達(dá) 1066 kWh/kWp 的年比產(chǎn)量。”

該系統(tǒng)在《應(yīng)用能源》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究中提出，題為“之字形光伏隔音屏障的性能研究和生命周期評(píng)價(jià)：邁向大規(guī)模定制 IIPV 應(yīng)用” 。研究團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自荷蘭Zuyd 應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的科學(xué)家，以及哈瑟爾特大學(xué)和比利時(shí)莫桑高等學(xué)院集團(tuán)研究所的科學(xué)家。

“Wallvision 正在優(yōu)化其產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)可用于建造光伏隔音屏障的 ZigZag 光伏組件的商業(yè)化，”Colberts 補(bǔ)充道。“Wallvision 計(jì)劃在不久的將來(lái)在埃因霍溫開(kāi)展一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，以使 ZigZag 光伏隔音屏障更接近商業(yè)化。”