太陽の動きを追跡する二軸トラッキング技術を利用した光伏システムが、夜明けと夕暮れ時の発電量を増加させることができます。このシステムはオーストリアのグラーツ工科大学の電気計測およびセンサ技術研究所によって設計され、FLAPTrack（Face-to-Face Lay-Down Anti-Degradation Protection）と名付けられています。特に注目すべきは、このシステムが自らを保護する方法を知っていることです。激しい嵐、雹、または降雪がその地域を脅かすと、パネルは迅速に折りたたまれて最適な保護を得ます。
この概念を証明するために、研究者たちはグラーツ工科大学のInffeldgasseキャンパスにあるオフィスビルの屋上に1.8 kWpのプロトタイプを設置しました。
二軸トラッキングの光伏パネルは、太陽光が90度の角度で直接照射されるときに最も多くの電力を生成します。光が角度を持って入射すると、散乱や反射が起こり、貴重なエネルギーが浪費されます。トラッキングシステムは、太陽を積極的に追跡することでこの問題を解決し、パネルを完璧に整列させて一日中の発電量を最大化します。このシステムは特許取得済みのリニアアクチュエーターを使用して、水平および垂直方向で太陽を継続的に追跡します。この単一の革新部品は、日常的な太陽の追跡を処理し、保護のための折りたたみシーケンスに動力を提供します。これらの機能の組み合わせにより、設置および運用コストが削減され、全体的な収益性が向上します。
FLAPTrackシステムが光伏エネルギーの生産を大幅に向上
FLAPTrackシステムは、地面工学のデザインを通じて最適な太陽の整列を実現します：円形のレールに沿って回転するベルト駆動装置が水平方向の動きを処理し、垂直アクチュエーターがパネルを傾斜させます。この継続的な追跡により、パネルは一日中太陽を向いています。そのため、固定された光伏モジュールと比較して、このシステムの平均エネルギー出力はほぼ40%増加し、非常に有利な日には56%の追加出力を達成することができます。アルミン・ブフロイトナー氏は、「朝と夕方は一般的に電力消費が特に高い時期であり、FLAPTrackは最適な太陽位置を追跡することで、従来の光伏システムの2倍の電力を提供し、電力網の混雑を軽減するのに役立ちます。」と述べています。
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この装置は冬季や高緯度地域で特に優れた性能を発揮します。なぜなら、太陽が地平線上で低い位置にあるからです。さらに、折りたたみ機構によりパネルは完全に雪がなく、従来の光伏システムが通常直面する急激な冬季の効率損失を減少させます。激しい雹の嵐や予測不可能な天候が新たな常態となる中、光伏投資を保護することは現在の最優先事項となっています。標準的な光伏システムは受動的で、完全に空にさらされており、自然環境に対して完全に脆弱です。巨大な雹が降り始めたり、強風が冬季に光伏パネルを屋根から引き剥がす脅威があるとき、保護されていないモジュールはただ損傷を受けるのを待つしかありません。
しかし、オーストリアの研究者たちは能動的防御システムを構築しました。この折りたたみシステムは地元の気象観測所や地域予測モデルに接続され、迫り来る嵐、極端な降雪、または雹の警報を事前に受け取ることができます。FLAPTrackシステムは自動的にモジュールを「面対面」で折りたたみ、夜間や迫り来る嵐の際には地面に平らに横たわります。この動作により風の抵抗が減少し、雹が内部のシリコンウェハーを破損するのを防ぎます。これは効率低下の主な原因の一つです。安価で耐久性のあるメッシュ素材が露出した背面を保護します。全体的に、このデザインは物理的損傷と従来の光伏アレイを脅かす雪の覆いを減少させます。
現在、この1.8 kWpのプロトタイプはグラーツの大学の屋上で稼働しており、風の抵抗と天候パターンのデータを収集しています。これは小規模なテストプロジェクトですが、目標は非常に大きいです：未来のグリーンエネルギーネットワークは変化する電力需要に適応する必要があることを証明することです。