比利時(shí)-荷蘭研究團隊開(kāi)發(fā)了一種采用之字形設計的光伏隔音屏障，可用于高速公路和道路沿線(xiàn)以及建筑立面。“特別是在埃因霍溫等人口密集的地區，光伏安裝空間有限，靠近高速公路地區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 設計包括將太陽(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，這種設計可以限制太陽(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)避免單調的視野，結構美觀(guān)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)能模塊和用于測量系統溫度的光纖布拉格光柵 (FBG) 傳感器。它還利用了德國專(zhuān)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估 (LCA)，研究人員發(fā)現，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。在設計和選擇安裝 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，系統的最佳傾斜角度應為 20 至 40 度，這應能確保產(chǎn)量和降噪之間的適當平衡。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 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 1066 kWh/kWp 的年比產(chǎn)量。”
該系統在《應用能源》雜志發(fā)表的一項研究中提出，題為“之字形光伏隔音屏障的性能研究和生命周期評價(jià)：邁向大規模定制 IIPV 應用” 。研究團隊包括來(lái)自荷蘭Zuyd 應用科學(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)院集團研究所的科學(xué)家。
“Wallvision 正在優(yōu)化其產(chǎn)品，以實(shí)現可用于建造光伏隔音屏障的 ZigZag 光伏組件的商業(yè)化，”Colberts 補充道。“Wallvision 計劃在不久的將來(lái)在埃因霍溫開(kāi)展一個(gè)試點(diǎn)項目，以使 ZigZag 光伏隔音屏障更接近商業(yè)化。”
