十多年来,Dmitri Vinnikov 教授带领的 TalTech Power Electronics研究小组一直致力于提高可替代能源的发电效率。Vinnikov教授表示,“可替代能源发展的前几年,它的价格对普通消费者而言高得离谱,但近年来,在材料技术的胜利和电力电子工程师的努力下,可再生能源的价格越来越接地气。”
该研究小组的重点研究方向为太阳能
光伏发电。理想条件下,光伏系统可以顺利为消费者供电。但不幸的是,我们生活的纬度无法为
光伏组件提供理想的操作环境。对光伏系统性能影响最大的环境和自然因素包括(北欧阳光除外)在
光伏组件表面沉积的污垢(雪、土壤、树叶)和较低的太阳角度造成的较长阴影。
“为了将可再生能源转化为电能供消费者使用,必须使用电网转换器,将可再生能源的输出转换为适合家用电器的电流。除了转换器之外,还必须使用一种称为“电力优化器”的特殊设备来最大限度地收集能源,这样它就不会受到天气的影响,并为消费者提供最大利益,”Dmitri Vinnikov解释说。
塔林理工大学的电力电子研究人员已经采取进一步措施来解决这个问题——他们开发出一种所谓的Optiverter混合技术,结合光伏电源优化器和电网转换器的关键优势。它是一种新型电力半导体转换器技术,应用于中小型光伏电力系统中,并有可能应用于光伏一体化建设。
Optiverter的第一个原型已于2016年创建。经过三年的全面研发,研究组正计划与爱沙尼亚的Ubik Solutions OU公司合作,在不久的将来开始大规模生产optiverter,将成为住宅太阳能光伏系统不可或缺的组成部分。
由于多模式控制的专利技术,Optiverter的输入电压范围比商业竞争对手扩大了三倍。与光伏组件的功率优化器类似,即使光伏组件在面积较大或不透明的阴影下(这通常阻碍传统的使用光伏微逆变器的能源产量)Optiverter也能确保能源收集的最大化。这是区别于目前市场上现有技术的优势,”Vinnikov教授说。
科学家估计Optiverter的使用寿命约为25年(与顶级太阳能电池板的寿命相同)。Optiverter与目前以化石燃料为基础的能源生产相比,具有不可估量的价值。从长远来看,Optiverter技术不仅环保,而且利于可持续发展。
“显而易见,可再生能源,无论是风能、生物燃料、天然气还是太阳能,都是未来的发展方向,”Vinnikov教授说。“即使欧盟没有越来越严格的要求(适用于汽车燃料价格,也适用于建筑工程和能源生产等),生活本身也会迫使我们使用更可持续的替代技术。”所有这些都使得目前的传统能源生产成本越来越高,而光伏系统在过去5年经历了成本削减,令人难以置信。”