Nizozemský výzkumný tým vytvořil nový přístup k simulaci výkonu vertikálních bifaciálních fotovoltaických farem. Nová metodika zohledňuje parametry návrhu a podmínky trhu s energií.
Skupina výzkumníků z nizozemské Delft University of Technology (TU Delft) a nizozemské společnosti Kipp&Zonen pro měření slunečního záření navrhly novou metodiku pro simulaci výkonu dvoufaciálních vertikálních fotovoltaických instalací s orientací východ-západ, pro výpočet energetického výnosu.
Ve studii „Modelování bifaciálních fotovoltaických farem pro vyhodnocení ziskovosti východní/západní vertikální konfigurace“, publikované v Solar Energy, vědci vysvětlili, že navrhovaný přístup nabízí tu výhodu, že umožňuje simulace ve velkém měřítku. Ty berou v úvahu klíčové faktory, jako např. stejnoměrnost zadního záření a spektrálního dopadu.
,,Nestejnoměrnost ozáření a spektrální dopad se posuzovaly pomocí čtyřrozměrné matice jako základní jednotky pro provádění roční simulace farmy,“ uvedli. ,,První a druhý rozměr představují prostorové rozložení záření podél řad farmy a buněk modulů. Zatímco třetí a čtvrtý se vztahují k času a vlnové délce slunečního světla.“
Nový model pro výpočet energetického výnosu
Model prý také spoléhá na maticovou strukturu. Ta nabízí různé parametry návrhu pro každý řádek a umožňuje uvažovat o různých „nekonvenčních“ konfiguracích. Vypočítává ozáření pro každou vlnovou délku spektra na úrovni buňky. Pro měření celkové ozáření na obou stranách modulu se uvažuje ozáření oblohy kruhově odražené záření a záření odražené sousedními moduly.
Kromě toho nová metodika odhaduje dopad ozáření na zemi výpočtem faktoru pohledu na oblohu. K predikci teplot solárních modulů využívá tepelný model analyzující data pro vybraná místa a výpočetní časová omezení.
Navržená metoda se ověřila výzkumníky za různých tržních scénářů a podmínek instalace. A výkonnost východo-západních vertikálních bifaciálních systémů se porovnávala s výkonností identických systémů, ale orientovaných na jih. Zjistili, že instalace ve směru východ-západ mohou překonat své protějšky orientované na jih. A to v závislosti na faktorech, jako jsou parametry návrhu, omezení, umístění a tržní podmínky.
„Větší hodnoty vzdálenosti od řady k řadě zvyšují energetický výnos a výnosy vertikálních i nakloněných FV farem až na saturační hodnotu,“ vysvětlili také. ,,Dopad tohoto parametru je však v prvním případě vyšší. A proto zvýšení vzdálenosti od řady k řadě podporuje ziskovost konfigurací ve směru východ-západ oproti konfiguracím nakloněným na jih.“
Při pohledu do budoucna akademici uvedli, že nová metoda by měla zahrnovat analýzu albeda a montážního systému. A také nabízet možnost prozkoumat projekty s bateriovým úložištěm. ,,Aby se dále zlepšila výpočetní rychlost algoritmu, nutnost rozšířit dimenze problému tak, aby byly uvažovány efekty, jako je nerovnoměrnost ozáření, by mohla být nahrazena empirickými koeficienty,“ dodali. ,,Jejich závislost na designu a meteorologických parametrech by mohla být zkoumána pomocí technik strojového učení.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
