Científicos en China han desarrollado un novedoso método de pronósticos de energía consciente de las pérdidas que aprovecha el procesamiento de señales, la interacción de covariables de Múltiples escalas y el aprendizaje de transferencia colaborativa de Múltiples. dominios. Según se informa, este enfoque mejora la precisión promedio de los pronósticos en un 15,3%.

Un equipo de investigación liderado por China Universidad de Hunan ha desarrollado un novedoso método de previsión de energía fotovoltaica consciente de las pérdidas, diseñado para manejar datos faltantes o incompletos.

La metodología de aprendizaje de transferencia colaborativa multidominio e interacción de covariables multiescala (MDCTL-MCI) combina división de señales, interacción de covariables multiescala y aprendizaje de transferencia colaborativa multidominio.

«Este estudio considera cómo se puede utilizar eficazmente la información covariable para mejorar el rendimiento predictivo, y si la capacidad de generalización inherente y la solidez de los algoritmos de aprendizaje profundo se pueden aprovechar para pronosticar directamente la irradiación solar. en presencia de características de entrada faltantes sustanciales, sin realizar imputaciones adicionales, y para realizar un análisis exhaustivo de los diversos factores que influyen y los mecanismos predictivos subyacentes”, dijo el grupo.

Para lograr esto, el método aplica primero un análisis de espectro singular multivariado (MSSA) para reducir el ruido y mejorar la representación de los datos. A continuación, un enfoque ligero de MCI modela las relaciones entre variables y extrae patrones temporales profundos. En el tercer paso, la estrategia MDCTL mejora la solidez del modelo en condiciones de datos de baja calidad mediante la integración de datos de múltiples sitios fotovoltaicos. Finalmente, una técnica de explicación aditiva de Shapley (SHAP) identifica los factores clave que influyen en el desempeño de los pronósticos.

El conjunto de datos utilizado en el estudio consta de un año de datos operativos continuos de cuatro estaciones solares fotovoltaicas en el norte, centro y noroeste de China, registrados en intervalos de 30 minutos. Estas estaciones tienen capacidades de producción nominal que van desde 30 MW hasta 130 MW. Según los investigadores, el conjunto de datos «muestra importantes problemas de calidad de los datos». Si bien los datos de producción de energía fotovoltaica son relativamente completos, las covariables como la irradiancia solar y las condiciones climáticas muestran tasas faltantes que oscilan entre el 0% y el 80% en las diferentes estaciones. Los datos se dividieron en conjuntos de entrenamiento, validación y prueba utilizando una proporción de 6:1:1.

Observed and predicted value curves

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Curvas de valores observados y previstos.

Imagen: Universidad de Hunan, Energía Aplicada, CC BY 4.0

«Dado el papel fundamental de los tipos de covariables en la determinación de la precisión del modelo, tanto el análisis de evaluación de Pearson (para relaciones lineales) como el análisis de evaluación de Spearman (para relaciones no lineales) se realizan en seis variables», explicó el equipo. «La irradiancia horizontal global (GHI), la irradiancia normal directa (DNI) y la irradiancia solar total (TSI), que muestran la clasificación más fuerte con la producción de energía fotovoltaica, se seleccionan como variables de entrada para experimentos posteriores. Para comprender mejor la distribución de los datos, se trazan histogramas marginales para representar la relación entre cada variable seleccionada y la producción de energía fotovoltaica».

El modelo MDCTL-MCI utiliza 48 pasos de tiempo históricos como entrada y realiza pronósticos de varios pasos para los siguientes 48 pasos de tiempo en un solo paso hacia adelante. Su rendimiento se comparó con varios métodos de pronóstico de series temporales de última generación, incluidos Pyraformer, Transformer, Informer, TimeXer, iTransformer y PatchTST, así como con modelos basados ​​en MLP como LightTS, TSMixer y MCI.

«Extensos experimentos en cuatro instalaciones fotovoltaicas chinas revelan que, en comparación con los métodos de referencia, el método propuesto mejora la precisión promedio en un 10,5% en condiciones de datos completos y en un 15,3% en varios escenarios de datos faltantes», mostraron los resultados. «En resumen, el método MDCTL-MCI propuesto en este estudio aborda de manera efectiva las limitaciones de la subutilización de covariables y la inestabilidad e inexactitud de los pronósticos en condiciones de mala calidad de los datos, que siguen siendo comunes en la investigación. existentes. El modelo propuesto establece una base sólida para el despliegue de sistemas fotovoltaicos en entornos complejos y ofrece contribuciones significativas al desarrollo de la tecnología fotovoltaica».

El nuevo enfoque se describe en “Previsión fotovoltaica sólida en condiciones de gran falta de datos mediante colaboración multidominio e interacción de covariables”, publicado en Energía Aplicada. Científicos de China Universidad de Hunan, Universidad de ZhejiangJapon Universidad de Kyushuy Australia UniversidadJames Cook han contribuido al estudio.

Mercedes-Benz presentó su primer prototipo de automóvil con un recubrimiento solar de nanopartículas libres de silicio y con una eficiencia del 20% que impulsa el vehículo incluso cuando está apagado y utiliza módulos más delgados que un cabello humano.

El fabricante de automóviles alemanes Mercedes-Benz ha presentado el prototipo Vision Iconic, el primer automóvil con su “pintura solar«, en la Semana de la Moda de Shanghai en China. La compañía dijo que el recubrimiento comprende módulos innovadores de sólo 5 micrómetros de espesor que se pueden aplicar a la carrocería del automóvil «como una pasta fina como una oblea» u otros sustratos.

La capa protectora se describe como una nueva pintura a base de nanopartículas que deja pasar el 94% de la energía solar. Cada módulo pesa 50 gramos por metro cuadrado, es más delgado que un cabello humano y alcanza alrededor del 20% de eficiencia en una superficie de 11 metros cuadrados, el equivalente a un SUV de tamaño mediano.

Mercedes afirma que el revestimiento puede generar electricidad para viajes de hasta 12.000 kilómetros al año bajo irradiación estandarizada en sus instalaciones de Stuttgart, Alemania, o hasta 20.000 kilómetros en Beijing. El recubrimiento solar se puede aplicar con cualquier color de pintura y no utiliza silicona ni materiales de tierras raras. Puede generar energía cuando el vehículo está apagado y almacenarla directamente en la batería.

«Vision Iconic encarna nuestra visión para el futuro de la movilidad», afirmó Markus Schäfer, miembro del consejo de administración de Mercedes-Benz Group AG. «Con revolucionarias innovaciones como la computación neuromórfica, la dirección electrónica, la pintura solar y la conducción altamente automatizada de nivel 4, junto con tecnología de vanguardia, estamos estableciendo nuevos estándares para la era eléctrica y digital».

El prototipo también cuenta con computación neuromórfica para reducir la energía necesaria para el procesamiento de datos en un 90 %, lo que respalda los sistemas de conducción autónoma. El Vision Iconic incluye dirección electrónica, eliminando el vínculo mecánico entre el volante y las ruedas delanteras para ahorrar espacio y simplificar el diseño interior.

La startup estadounidense dijo que el dispositivo de célula solar de perovskita de 30 x 30 cm presentaba su material de transporte de electrones de óxido de estaño producido en un proceso de recubrimiento con ranura de hoja a hoja.

Tintas Sofabun fabricante estadounidense de materiales de óxido metálico funcionalizados, anunció que su novedoso material de capa de transporte de electrones (ETL) de óxido de estaño (SnO2) se utilizó en un mini módulo solar de perovskita con una eficiencia del 22,2% que mide 30 x 30 cm y fabricados con procesos industrialmente compatibles.

El Tinfab de la compañía se aplicó como ETL con una herramienta de recubrimiento por ranura de hoja a hoja, según el director de operaciones de Sofab Inks, Jack Manzella, quien señaló que el socio del equipo de fabricación de perovskita era Alpha Precision Systems, una unidad con sede en EE.UU. UU. de Suzhou Precision Systems (SPS) con sede en China.

El uso de Tinfab permite un diseño sin fullereno, lo que tiene varios beneficios, según Manzella, como estabilidad, rendimiento, capacidad de fabricación y costos.

El equipo utilizó una arquitectura de celda invertida, también conocida como «alfiler«arquitectura, con iluminación de células solares a través de la capa de transporte de agujeros (HTL). «Utilizamos nuestro Tinfab, una nanopartícula de SnO₂ dispersable en disolventes ortogonales», dijo Manzella. revistapv. «La singularidad de este hito es que utilizamos una nueva arquitectura, añadiendo deposición de capa atómica SnO₂ encima de nuestro Tinfab en una arquitectura PIN», añadió.

En la demostración, la pila se depositó mediante técnicas de deposición física de vapor (PVD), revestimiento con ranura (SDC) y deposición de capa atómica (ALD). La capa de electrodo se fabricó con PVD, la capa amortiguadora con ALD, la capa de transporte de electrones (ETL) y la capa de perovskita con SDC, y la capa de transporte de huecos (HTL) con PVD.

En otras noticias de la empresa, Sofab Inks se asocia con la italiana Centro de Energía Solar Híbrida y Orgánica (CHOSE) de la Universidad Tor Vergata realizar pruebas de estabilidad de dispositivos de perovskita fabricados con Tinfab. Las 2.500h Los resultados «superaron las expectativas», según Manzella, quien señaló que Los detalles se presentarán este mes en la conferencia industrial Perovskite Connect en Berlín.

La ampliación a 30 cm x 30 cm se producirá apenas unos meses después de que la compañía informara sobre un dispositivo de células solares de triple catión con una eficiencia del 20,4% fabricado con su material, como reportado por revistapv.

El equipo de Sofab Inks está trabajando actualmente con los clientes. ubicado en australiaChina y Estados Unidos, a medida que avanza hacia la producción piloto y su propia I+D. «En los próximos meses, nuestro objetivo es lograr eficiencias similares en módulos de 60 × 60 cm y comenzar pruebas de estabilidad aceleradas. A mediano plazo, continuaremos optimizando nuestras formulaciones de tinta para mejorar el rendimiento y la escalabilidad», dijo Manzella.

Tintas Sofab es una spin-off de la Universidad de Louisville. Fue fundada en 2022 y se especializa en óxidos metálicos funcionalizados, principalmente óxido de estaño y óxido de níquel, para fabricación de gran volumen.

Desarrollada por un equipo de investigación internacional, la célula presenta una capacidad de transporte de electrones de azufre de cadmio producida mediante una novedosa estrategia de dopaje con ozono. Este tratamiento mejora la pureza y la estabilidad del material al tiempo que amplía la banda prohibida de energía del azufre de cadmio.

Un grupo de investigadores de la Universidad Normal de Fujian en China y la Universidad de Surrey en el Reino Unido han fabricado un sistema a base de carbono. trisulfuro de antimonio (Sb2S3) célula solar que alcanzó una eficiencia de conversión de energía récord del 9,0%.

“Establecimos un nuevo punto de referencia para esta arquitectura de dispositivo estable y de bajo costo”, dijo el autor principal de la investigación, Guilin Chen. revistapvseñalando que el resultado representa un récord mundial para este tipo de células.

Aunque los dispositivos de Sb₂S₃ tienen un límite de eficiencia teórica del 26% en condiciones radiativas, los defectos en el material absorbente suelen limitar su rendimiento alrededor del 8%. “Nuestro trabajo proporciona una estrategia de ingeniería de capa de transporte de electrones (ETL) sencilla, escalable y multifuncional que no solo rompe un cuello de botella en el rendimiento sino que también mejora significativamente la estabilidad del dispositivo, lo que presenta un paso importante. hacia Sb comercialmente viable y de bajo costo.2S3 energía fotovoltaica”, explicó Chen.

Las celdas de Sb₂S₃ generalmente se construyen con un sulfuro de cadmio (CdS) ETL, pero el dopaje y el espesor de la capa a menudo afectan tanto el voltaje de circuito abierto como la corriente de cortocircuito.

A través del tratamiento con ozono in situ (IOT), desarrollamos un método de un solo paso para el dopaje con oxígeno de la capa de transporte de electrones (ETL) de CdS durante el proceso estándar de deposición en baño químico (CBD), eliminando la necesidad de tratamientos complejos, de alta temperatura o posteriores a la deposición.”, explicó Chen.

Se dice que el enfoque propuesto suprime el Sb típico.2Vaya3 impurezas, ya que inducen una transición de fase hexagonal a cúbica en CdS, que termodinámicamente desfavorece el crecimiento epitaxial del perjudicial Sb2Vaya3 fase de impureza durante la deposición del absorbente, lo que lleva a un absorbente más puro y de mayor calidad.

Además, supuestamente crea una capa de Cd graduada y rica en oxígeno en la interfaz enterrada entre la propia capa de CdS y el sustrato hecho de vidrio recubierto con óxido de estaño dopado con flúor (FTO), lo que fortalece la adhesión y reduce los centros de recombinación interfacial.

«IOT promueve una distribución gradiente de oxígeno dentro de CdS al aprovechar la competencia entre las especies de oxígeno y azufre. Esto amplía la banda prohibida efectiva, reduciendo la pérdida de luz parásita», dijeron los científicos, señalando que el La banda prohibida de CdS se incrementó de 2,19 eV a 2,26 eV, lo que redujo la absorción parásita de luz de longitud de onda corta y aumentó la fotocorriente.

La celda se construyó con el sustrato de vidrio FTO, el CdS ETL, el Sb2Vaya3 absorbente, una capa de azufre de plomo (Pbs) y un contacto de carbono.

Probado en condiciones de iluminación estándar, el dispositivo logró una eficiencia del 9,0 %, un voltaje de circuito abierto de 0,4908 V, una densidad de corriente de cortocircuito de 26,88 mA/cm2 y un factor de llenado del 68,19 %.

«La celda demostró una estabilidad notable sin encapsulación, manteniendo el rendimiento durante 8 meses en el aire ambiente y conservando el 70% de su eficiencia inicial después de 1000 horas de duras pruebas de calor húmedo, superando significativamente a los dispositivos convencionales. basado en Spiro-OMeTAD/Au”, dijo Chen.

La celda fue descrita en “Récord de eficiencia certificada del 9 % para células solares Sb2 (S,Se) 3 a base de carbono habilitadas por el tratamiento de oxidación en gradiente de la capa de transporte de electrones CdS”, publicado en Materiales funcionales avanzados.

«Nuestro estudio proporciona evidencia experimental completa, utilizando Raman, transmitancia y perfiles de profundidad XPS, de que el IOT crea un gradiente longitudinal de oxígeno-azufre dentro de la película de CdS, con la mayor concentración de oxígeno en la interfaz crítica FTO/CdS», conclusiones Chen. «A través de una caracterización y modelado avanzados, el estudio demuestra cuantitativamente que el dopaje óptimo con oxígeno en la interfaz fortalece significativamente la energía de adhesión entre CdS y FTO, lo que conduce a un transporte superior del portador y una reducción de la recombinación».

En julio de 2024, otro equipo de investigación internacional esbozó un nuevo2S3 diseño de células solares que, según se informa, puede resultar en una eficiencia un 30% mayor en comparación con el Sb existente2S3 Conceptos de células solares.

Investigadores en China han desarrollado una técnica de monitoreo de polvo que se basa únicamente en los recursos de hardware existentes de los inversores, sin requerir sensores ni datos meteorológicos adicionales. Las pruebas realizadas en paneles fotovoltaicos reales en tejados demostraron una precisión superior al 96 %”.

Investigadores en China han desarrollado una novedosa técnica de monitoreo de acumulación de polvo localizada para conjuntos fotovoltaicos distribuidos que se basa únicamente en el inversor de hardware existente, eliminando la necesidad de dispositivos adicionales o conectividad a Internet.

«Para los sistemas fotovoltaicos distribuidos con ingresos de generación de energía relativamente modestos, la dependencia de dispositivos adicionales o servicios externos inevitablemente aumenta la inversión inicial y extiende los períodos de recuperación», explicó el equipo. «Además, estos métodos a menudo implican procedimientos complejos que son difíciles de implementar para los no especialistas. Para abordar la necesidad de un monitoreo del polvo práctico y rentable, este estudio propone un enfoque de monitoreo localizado».

El nuevo método aprovecha el funcionamiento de Múltiples paneles dentro de la misma área local, lo que permite al sistema distinguir consistentemente los estados de acumulación de polvo en función de los datos operativos. En esta configuración, los inversores recopilan y analizan datos relevantes, que luego se comprimen utilizando un esquema de codificación diferencial (DE) mejorado aplicado al voltaje, la corriente y sus duraciones.

Posteriormente, un modelo de inteligencia artificial de unidad recurrente cerrada (GRU) extrae características e identifica patrones, mientras que un algoritmo K-means semisupervisado agrupa datos en grupos limpios y sucios utilizando ejemplos etiquetados. Los resultados diarios se agregan estadísticamente y, cuando surgen patrones consistentes, el sistema emite una advertencia. Los datos recopilados antes y después de cada operación de limpieza se tratan como instancias recién etiquetadas, actualizando el conjunto de muestras para un seguimiento futuro.

Para evaluar el sistema, los investigadores probaron tres grupos de paneles fotovoltaicos.: Grupo 1 con paneles de silicio policristalino de 230 W, siete años de servicio, topología 1×13 y potencia total 2,9 kW; Grupo 2 con paneles de silicio policristalino de 275 W, ocho años de servicio, topología 2×9 y potencia total 4,9 kW; y el Grupo 3 con paneles de silicio monocristalino de 135 W, dos años de servicio, topología 2×6 y una potencia total de 1,6 kW.

Todos los inversores eran del tipo puente completo trifásico con una potencia nominal de 10 kW. Los datos se recopilaron durante 12 días en condiciones soleadas, nubladas y nubladas, y cada grupo fotovoltaico se probó en cuatro escenarios diferentes de cobertura de polvo simulados utilizando películas plásticas con transmitancias del 85 %, 72 % y 61 %. De los 302.400 puntos de datos recopilados, 4.139 se conservaron después de la evaluación, 3.139 se utilizaron para capacitación y 1.000 se reservaron para pruebas.

El sistema demostró una precisión del 96,5 %, ligeramente inferior al 98 % de precisión de los enfoques colaborativos de referencia en la nube.

«El enfoque propuesto logra un bajo costo, una baja complejidad operativa y una alta precisión en el monitoreo de la acumulación de polvo, reduciendo así los gastos de mantenimiento y gestión de los sistemas fotovoltaicos distribuidos y mejorando la rentabilidad. del propietario”, concluyó el equipo.

El nuevo enfoque se describe en “Monitoreo de acumulación de polvo localizado para paneles fotovoltaicos distribuidos”, publicado en Energía solar. El equipo de investigación estaba compuesto por científicos de China. Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong y Universidad de Shandong.

Investigadores de California han creado una nueva métrica de diagnóstico que, según se informa, puede predecir si una batería puede impulsar con éxito una tarea específica. El modelo propuesto podría utilizarse en vehículos eléctricos, sistemas aéreos no tripulados y aplicaciones de almacenamiento en red.

Científicos de la Universidad de California, Riversidehan desarrollado una nueva métrica de diagnóstico para vehículos eléctricos (EV) que determina si pueden completar un próximo viaje.

Llamado Estado de Misión (SOM), utiliza tanto datos de la batería como factores ambientales, como patrones de tráfico, cambios de elevación o temperatura ambiente, para generar predicciones en tiempo real y específicas de tareas. Además, el equipo ha desarrollado marcos matemáticos y computacionales para calcular el SOM.

«Es una medida consciente de la misión que combina datos y física para predecir si la batería puede completar una tarea planificada en condiciones del mundo real», dijo el coautor Mihri Ozkan en un comunicado. «Nuestro enfoque está diseñado para ser generalizable. La misma metodología híbrida puede ofrecer predicciones basadas en la misión que mejoran la confiabilidad, la seguridad y la eficiencia en una amplia gama de tecnologías energéticas, desde automóviles y drones hasta sistemas de baterías domésticas e incluso misiones espaciales».

Para calcular la SOM, el novedoso modelo utiliza tres clases de entrada relacionadas con el perfil de la misión, las condiciones ambientales y la dinámica de la batería. Comienza procesando datos históricos de series de tiempo para estimar el vector de estado interno inicial de la batería. Luego, las ecuaciones diferenciales neuronales ordinarias (ODA neuronales) simulan la evolución en el tiempo continuo de los estados electroquímicos, térmicos y de degradación. Aprovechando las redes neuronales basadas en la física (PINN), el modelo se adhiere a los resultados basados ​​en leyes físicas. En última instancia, la utilización de arquitecturas de aprendizaje secuencial produce un sistema de estimación del estado de la batería coherente y de extremo a extremo.

El nuevo modelo arroja tres resultados: el primero es un SOM binario, que indica si una batería puede completar la misión. El siguiente es un SOM cuantitativo, que indica con qué facilidad y seguridad la batería puede completar la misión. Por último, también produce un SOM probabilístico, que representa la probabilidad de que la misión tenga éxito. El grupo ha utilizado datos del conjunto de datos de degradación de baterías de Oxford y del conjunto de datos de envejecimiento de baterías PCoE de la NASA para entrenar el modelo. Al final, parte de los datos también se utilizaron para realizar pruebas.

SOM estimation

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Me gusta la estimación

Imagen: Universidad de California, Riverside, iScience, CC BY 4.0

«El modelo aprende de cómo las baterías se cargan, descargan y calientan con el tiempo, pero también respeta las leyes de la electroquímica y la termodinámica. Esta inteligencia dual le permite hacer predicciones confiables incluso bajo estrés, como una caída repentina de temperatura o una subida empinada», dijo el coautor Cengiz Ozkan. «Al combinarlos, obtenemos lo mejor de ambos mundos: un modelo que aprende de manera flexible a partir de los datos pero que siempre se mantiene basado en la realidad física. Esto hace que las predicciones no sólo sean más precisas sino también más confiables».

Utilizando un marco computacional implementado en Python, el grupo simuló dos estudios de caso para examinar su modelo SOM. El primero incluía un automóvil de pasajeros, que recorría una ruta urbana de ida y vuelta de 23 km, con temperaturas ambiente que oscilaban entre 18 y 32 C. El estado de carga inicial de la batería (SOC) era del 58 %, el estado inicial de salud (SOH) era del 87 %, el estado de resistencia (SOR) fue de aproximadamente el 12 % y la temperatura promedio de la celda (SOT) fue de 26 C. El modelo encontró que la misión era factible, con una puntuación SOM cuantitativa del 92,4 %.

Graphical abstract

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resumen gráfico

Imagen: Universidad de California, Riverside, iScience, CC BY 4.0

La segunda misión involucró un vehículo de carga eléctrica de largo recorrido, que recorrió una ruta mixta de 275 km que incluía 110 km en condiciones montañosas, con un rango de temperatura ambiente de 26-42 C. El SOC en este caso fue del 87 %, el SOH fue del 78 % y el SOT fue de 33,6 C. El modelo también encontró que esta misión era factible, con un SOM cuantitativo del 73,5 %. «En todo el conjunto de datos evaluados, el modelo logra errores cuadráticos medios (RMSE) de 0,018 V para voltaje, 1,37 C para temperatura y 2,42 % para SOC, lo que refleja un fuerte acuerdo con los datos empíricos», agregó el equipo.

«En este momento, la principal limitación es la complejidad computacional», afirmó Mihri Ozkan. «El marco exige más potencia de procesamiento que la que suelen ofrecer los ligeros sistemas integrados de gestión de baterías actuales». Sin embargo, enfatizó que es optimista y que el modelo pronto podría aplicarse a vehículos eléctricos, sistemas aéreos no tripulados, aplicaciones de almacenamiento en red y otras áreas.

El novedoso sistema se introduce en “Estado de misión: Gestión de baterías con redes neuronales e IA electroquímica”, publicado en iCiencia.

Investigadores en China han construido un sistema de recolección de agua atmosférica basado en sorción de ciclo rápido fuera de la red. Alimentado por tres módulos fotovoltaicos, el sistema se probó con cuatro métodos de condensación en interiores y exteriores.

Un grupo de científicos de China. Universidad Normal de Yunnan y la Universidad Provincial de Yunnan ha desarrollado un sistema de recolección de agua atmosférica (SAWH) basado en sorción de ciclo rápido impulsado por energía fotovoltaica.

«Para mejorar la practicidad y escalabilidad de nuestro sistema anterior, se propone un innovador sistema SAWH de ciclo rápido impulsado por energía fotovoltaica (PV) para la recolección sostenible de agua fuera de la red», explicó el grupo. «Se diseñó un sistema de suministro de energía fotovoltaica para satisfacer los requisitos energéticos de la recolección continua de agua: durante las horas del día, los paneles fotovoltaicos alimentan los componentes eléctricos directamente, con el exceso de energía almacenado en las baterías; por la noche o con luz solar insuficiente, las baterías se descargan para mantener el funcionamiento».

SAWH (recolección de agua asistida por sorción) es una tecnología que utiliza materiales hidrófilos e higroscópicos para capturar la humedad atmosférica y recuperar agua mediante desorción y condensación.

En el núcleo de la unidad SAWH hay dos piezas de fieltro de fibra de carbón activado comercial (ACFF) apiladas entre electrodos y sujetas para formar un único módulo adsorbente. Este módulo se coloca dentro de una estructura cerrada que consta de un lecho de adsorción en la parte inferior y un módulo de condensación en la parte superior. El ACFF en la parte inferior captura la humedad del aire ambiente y sirve como resistencia para generar calor para la liberación de vapor, mientras que la sección superior enfría y condensa el vapor en agua líquida.

La carcasa SAWH funciona con dos paneles fotovoltaicos de 300 W conectados en paralelo y dos baterías de 12 V/200 Ah conectadas en serie. También está integrado un sistema auxiliar, compuesto por un panel fotovoltaico de 200 W y una batería de 12 V/80 Ah, que funciona en tres de los cuatro modos de condensación. En el modo de refrigeración por agua, una bomba hace agua circular; en la refrigeración asistida por ventilador, se alimenta un ventilador; y en refrigeración de semiconductores, se activa un módulo semiconductor. El sistema auxiliar no es necesario en el cuarto modo, convección natural.

El sistema se probó tanto en laboratorio como en entornos exteriores utilizando los cuatro modos de condensación. También se evaluó bajo tres horarios de adsorción: Modelo 1 (9 h, 3 h, 3 h, 3 h), Modelo 2 (6 h, 3 h, 6 h, 3 h) y Modelo 3 (cuatro intervalos iguales de 4,5 h). Las pruebas al aire libre se llevaron a cabo en Kunming, en el sur de China, entre enero y marzo de 2025.

«Los resultados mostraron que el modo de condensación de refrigeración por agua asistido por ventilador era la opción más eficiente desde el punto de vista energético, manteniendo una producción diaria de agua (DWP) de 0,96 kg de agua/kg ACFF/día y un consumo de energía específico (SEC) de 2,59 kW·h/kg de agua”, informó el equipo. «El modo de igual duración de adsorción (4,5 h × 4) exhibió el mejor rendimiento general, logrando un DWP de 0,50 kg de agua/kg ACFF/día y un SEC de 4,86 ​​​​kW·h/kg de agua. Este modo aumentó la eficiencia de generación de energía fotovoltaica al 14,2 %».

Según la estrategia optimizada para seis días de funcionamiento en exteriores, los paneles fotovoltaicos proporcionarán energía según demanda con una eficiencia del 15% al ​​20%, y la eficiencia del suministro de energía alcanzó aproximadamente el 90%. «Además, el sistema logró un tiempo de recuperación de la energía de 6,72 años y una reducción de las emisiones de CO₂ durante el ciclo de vida de 35,84 toneladas», concluyó el grupo.

Los científicos presentaron el sistema en el estudio “Un sistema de sorción de ciclo rápido impulsado por energía fotovoltaica para la recolección sostenible de agua atmosférica fuera de la red.”, publicado en Conversión y gestión de energía.

Desarrollado por un profesor de la universidad politécnica de cataluña, se afirma que el software Soley Permite Un Modelado Optoelectrónico Preciso de Dispositivos Fotovoltaicos y Reproducir con precisión El Comportamiento de los Fotodios Bajo iluminación.

Delaware Revista Fotovoltaica España

Zacharie Jehl Li-Jao, Investigador del Departamento de Ingeniería Electónica de la Universidad Politécnica de Cataluña (upc), ha desarrollado Soley, un software de Software DeMulación de acceso Fotovoltaicas.

Li-kao enfatizó que soley no está destinado un reemplazar Herramientas Ampliamental Utilizadas, COMO SCAPS, SINO para complementarias.

«Los Paquetes de Modelado Fotovoltaico, incluidos los Excelentes Schaps, General se basan en el Modelo de DiFusión de Deriva. Soley Utiliza un enfoce más termodinámico y extiende el Concepto de equilibrio detallado con augura, lo que es más importante, con recombinación». dijo. El Software Está Disponible para Windows, Linux y macOS.

Soley Combina el Método de la matriz de transferencia (TMM) con un modelo de equilibrio detallado extendido para reproducir el comportamiento de los fotodios Bajo iluminación. ESTE ENFOQUE OFRECE VARIAS VENTAJAS EN COMACIONA CON LOS MODELOS DE DIFUSION DE DERIVA, INCURICIÓN LA CAPACIDAD DE TRABAJAR CON MENOS PARÁMETROS DE ENTRADA Y REALIAR CÁLCULOS DE EQUILIBRIO DETALLADOS RÁPIDENME. ESA Velocidad Permite Cálculos de Lotes de Alto Rendimiento Para Optimizaciones de Fuerza Bruta, Que-Li-Jao Señala Puede Ser Más Confiable Que la Sintonización de Parámetros Que Arriesga la Convergencia a Los Valores No Físicos.

El Software También admite la Iluminaciónica Directa o DiFusa, lo que hace útil para aplicaciones como fotovoltaicos interiores, Optimización de la pila de capa Ócica, Materiales de ísdice mixte, Arquitecturas multijuncios y cálculos de función.

Aunque Principal Diseñado Para Películas Delgadas, El Algoritmo ÓCTICO de Soley incluido controles de Estabilidad que permiten simulaciones de capas absorbentes gruesas y células de solicia cristalinas. «Aunque aún no tiene en cuenta el reciclaje de fotones, Soley Maneja de forma nativa multijunios e incluye un motor Ócico Independiente que utiliza la matriz de transferencia para abordar los casos en que tmm general no funes

Soley presenta una interfaz gráfica diseñada para la facilidad de uso. «El Objetivo de Soley es complementaria las Herramientas existentes de Simulación de DiFusión de Deriva, Ciertamete no Reemplazarlas. Su Interfaz gráfica de Usuario lo hace Accesible para una una Audiencia Dentro de la comunida de Investigaciónón y una Hace Adquisición para Audiencia Dentro de la comunida de Investigaciónón y no una. Potencialme Valiosa «, Agregó.

El Software También permite un los usuarios Cargar Celdas Solares de Ejemplo. Los Ejemplos Actuales incluyen Silicio, Kesterita, Perovskita (sin efectos transitorios) y dispositivos de Perovskita/Silicio en tándem. «Expandiré la Base de Datos y, Con El Tiempo, OBDENDRÉ DATOS ÓCTOS DIRECTOS DE LA NUBE. Sin embargo, Los Usuarios Deben Cargar Sus Propios Datos de Material Si El Objetivo es Realizar Investigaciones SERIAS», Señaló Li -kao.

Soley se está desarrollando aún Más en el Grupo de Investigación Mnt-Micro y Nanotecnologías de Mnt de Upc. Li-kao también lider las actividadas de modelado de apositivos para el consorcio costo europeo acción renovar-pv, que reúne A Investigadores académicos e industriales en Toda europa para avanzar en tecnologías fotovoltaicos de cualcogenidas inorgánicas.

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Los Investigadores en India Han desarrollado dos Técnicas de Optimización de Rastreadores Solares Pueden Auminar Supuestamento la Generación de Energía Hasta en un 54.36% Cuando Se combinan. UNO USA Sensor de UNS de Luz y El OTRO se Basa en los datos del gps y un relaj en tiempo real.

Un Equipo de Investigación Dirigido por Científicos de la Universidad de Andhra de la India Ha Desarrollado Dos Nuevos Algoritmos de SeguiMiento Integrados en Híbridos para Sistemas de SeguiMiento Solar (Dasts) de Doble Eje. El Equipo Ha Simulado y Creado una configuración experimental en la Que Ambos Fueron Probados. Un algoritmo se basa en un sensor de luz, Mientras que el otro adquiere sus datos de gps y módulos de relaj en tiempo real (RTC).

«Los dast Convencionales demuestran una alcalde Potencia de Salida Fotovoltaica que las configuraciones Fijas y de Eje único; Sin Embargo, Desafíos como la complejidad delsistema, los errores de SeguriMiento, la desalineación de y el consumado de energías requerido por los errores de seguriato, la desalinaciónone y el consumado de energías requerido por los errores de segues de SeguiMiento, la desalineciónon y el consumado de energías. Optimización «, Dijo El Grupo. «PARA ABORDAR ESTAS LIMITAPONES, ESTE DocumentO protone Nuevos algoritmos de seguiMiento Integrados Híbridos y Evalúa Su ImpactO en el Rendimiento del Sistema Fotovoltaico, La Potencia de Salida y La retención de Estado de Carga (Soc) de la batería». «.». «.

Para Optimizar El Sistema y Antes de Cear una configuración experimental, El Equipo Usó Autocad para El Diseño y El Proteus para la Simulació. En el Caso del algoritmo Llamado combinacia sta dasts-hybrid, los sensores de luz se usaron para detectar la luz solar, y luego lascuaciones matemáticas calculadas calculadas cuando el sol debe estar y colocar el panel pv en consultia, utilizando un microcontrolador. Utilizó MOTORES DE ATRAPESO Y DC FUNCIONAN EN MODO CONTINUO O EN MODO SEMI-CONTINUO.

En cuanto al algoritmo integrado dasts-gps, en este Caso, LOS Componentes gps y rtc se simularon en lugar de sensores de luz. Usando los datos de gps y rtc, el microcontrolador usó fórmulas para calculular el ángulo del sol, Cambiando la inclinación y el acimut de los paneles en consecia. Dispués de la Investigación de Ellos, se construyó un prototipo. Paneles de USARON PV DE 15 W, UNA CAJA DE CAMBIOS, UNA BATERÍA DE 12 V, 14 AH Y ARPESOS MECÁNNOS. Además, también se utilizó un sensor de luz recreemente diseñado para minimizar los errores de seguimiento de la geometría del sensor.

«LOS resultados indican que, en comparación con un panel Fotovoltaico fijo colocado en ángulos Óptimos anuales de acimut e inclinación anual, los dasts convencionales aumentan la generación de energía en un 54.36% disminució del 18.12% en socio El CientÍfico. En comparación con los dast Convencionales, Se observaron mejoras adicionales con metodologías de seguiMiento híbrido que utilizan el Nueva Diseño innovador de sensores de luz.

Según los resultantes, la combinación de la combinación sta dasts-hybrid con el modo de seguimiento continuo mejora la potencia de salida en un 38,69% al tiempo que disminuye el soc de la batería en un 19.29%. La combinación de la combinación sta dasts-hybrid con el modo de seguimiento semi-continuo mejora la potencia de salida en un 21.54% con una disminución del 16.39% en soc de la batería. El algoritmo integrado dasts-gps demuestra un aumento del 27% en la generación de energía, correspondiente a una desminución del 15.21% en soc de la batería.

«Los errores de Pérdida de SeguiMiento se presentan un las 10 am para examinar la estabilidad del sistema, revelando que se produce fluctuaciones de potencia significativas de cuanto cuando se utiliza un panel de pv Fijo Como un sistema de referenciA blOQUEAM Dasts-gps Mantiene un perfil de potencia más estable «, acordgaron. «También se investiga el impacto de los pesos mecánicos en la retención de la soc de la batería, lo que muaestra una reduce del 15% en el consumo de energía en Todas las estrategias de segumiento cuando se emppehano Pesos mecánnicos».

LOS resultados Se Presentaron en «Mejora del rendimiento de paneles Fotovoltaicos A Través de Algoritmos de Seguimiento Integrados en Híbridos«, Publicado en Energía renovable. Investigadores de la Universidad de Andhra de la India y de Australia Federación Universidad de Australia Han participado en el Estudio.

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La Célula se Fabricó con una Capa de Óxido de Galio de 2.3 nm Delgada, una barra Colectiva Plateada Destinada A Mejorar La Recolección de Carga y El Recubrimiento Antirreflección de Nitruro de Silicio. Fue encapsulado dentro de una caja Enfresa en 3d Estancas para garantizar la impermeabilidad.

Los Científicos del Instituto Multidisciplinario del Core para Future Energies (MCIFE) en Corea del Sur Han Fabricado una célula solar Policristalina Utilizando una interfaz semiconductor -agua que se informa Mejora la absorción de la luz, al tiempo que reduzca la reflexión de la superficie y de la protección de la contraga el daño ambiental en entornos submarinos.

La Celda Fue Fabricada con una Capa de Óxido de Galio de 2.3 nm.2O3), Que es un material material con una gran Banda de Banda, Alta Transparencia, Robustez Química y notables Propiedades de Pasivación Superficial. «Cuando Se Aplica como una Capa Ultrafina, GA2O3 Puedir Servir Simultáneamenta Como una Capa de Pasivación, Barrera Protectora y Recubrimiento antirreflectante, OfReciendo Así Una vía para mejorar las células solares de Silicio más Allá de los Diseños Convenceales ”, explicaron los investigadores.

«Además de Sus Ventajas ÓCticas, GA2O3 Funciona como una fuerte capa protectora, especialmente en ambientes de una base de Agua. Ayuda A Reducir la degradacia de las reacciones químicas, mejorando así la estabilidad a Largo Plazo, La Resistencia a la Oxidación y La Resiliencia de Las Células Solares ”, Acuerdo.

El Apositivo de 12 mm × 12 mm También SE Basa en una barra Colectiva de Plata (Ag) Destinada A Mejorar la Recolección de Carga y El Recubrimiento antirrefleción de Nitruro de Silicio (Sinx). Fue encapsulado dentro de una caja Enfresa en 3d Estancas para garantizar la impermeabilidad.

A 3d printed enclosure box for water devices where ten devices are connected in series and a circuit diagram of device connection

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UNA CAJA DE RECINTO INCRESA EN 3D PARA DISPITIVOS DE AGUA DONDE SE CONECTAN DIEZ DISPITIS EN SERIE

Imagen: Instituto Multidisciplinario Core para Future Energies (MCIFE), Materiales y Diseño, CC Por 4.0

El rendimiento de la célula se midióde y se comparó con el de una célula Policristalina Desnuda, Undisitivo Policristalino Desnudo para entornos submarinos, una célula Policristalina depósito pordorada por Óxido de Galio y una célula Policristalina Depositra de depósito.

TODOS LOS DISPOSITIVOS FUERON Probados por iluminación de Luz blanca Pulsada en cuatro Condicatos Diferentes: Sin GA2O3 en aire (w/o-air); con ga2O3 en aire (w/g-air); pecado ga2O3 en Agua (w/o-Agua); Y con ga2O3 en Agua (W/G-Water).

LAS Mediciones Mostraron que la Célula Policristalina Submarina Depositada por Óxido de Galio Puede Lograr La MÁS Alta Eficiencia Entre TODOS LOS Dispositivos, Conun Valor Porcentual de 21.56%, Seguido de la Célula Policristalina Desnuda Desnuda, Condiciones CONDICEES Celda de polii -óxido de galio de galio con solo 19.04%y la célula Policial Desnuda Con Solo el 21.87%de Galio.

«LOS resultados indican que la presencia de ga2O3 Mejora Significativamle la Fotocorriente en Los Ambientes de Aire y Agua «, Enfatizaron los Académicos». En particular, la fotocorriente más alta se observa en la condición con agua G, lo que sugiere que el Efecto Combinado de Ga2O3 y El Agua Mejora la Eficiencia del Transporte de Carga «.

La Célula Solar «Híbrida» se presente en el documento «Célula Solar Híbrida Con Motor Acuíco Con Ga Conforme Amorfo2O3 filmino«, Publicado en Materiales y Diseño.

El Rendimiento de Las Células Solares Submarinas Fue Investigado en 2020 Porcientíficos del Instituto Birla de Tecnología y Ciencia y El Instituto Indio de Tecnología Kanpur y Materiales de Defensa. Según sus Hallazgos, Las Células Sumergidas se Benefician de Temperaturas Más Bajas y Un entorno ideal para la Limpieza. «Aunque existen desafía y limitaciones, los resultados de los resultados obtenidos muestran que existen un enorme potencial para la tecnología solar fotovoltaica en sensores o dispositivos de monitoreo submarino, y varías otras aplicaciones Comerciales y de dedores de defensa. ESE Momento.

EN 2022, Los Investigadores de China utilizaron Células Solares Disponibles Comercialmental para Cear Und Sistema Sin Lentes Optimizado Bajo El Agua Para deteccioso Ócica de alta Velocidad y Descubrio que los dispositivos Fotovoltaicos habilitaron Un área de Detección Mucho Más Grande que los Fotodios de Uso Común.

En Junio ​​de Este Año, Los Investigadores en Italia Probaron CÓMO Las Células Solares de Perovskita Podría Función Bajo El Agua y Descubrieron Que, un Profundidades Muy Poco Profundas, inclusión Pueden Lograr UNA Mayor Eficiencia de Conversión de Energía en Comparación con los Dispositivos de Referencia Que ópera en Condiciones Fuera del Agua.