Vědci změřili ztrátu výkonu 50 W panelu umístěného ve 30 metrové vlnové nádrži. Na základě deseti různých scénářů sestavili empirickou rovnici pro predikci ztráty výkonu. Přičemž nejvyšší ztráta se naměřila ve výši 12,7 %.
Vědci ze Spojeného království a Austrálie vytvořili experimentální nastavení pro měření ztrát solární energie v důsledku pohybu vln při nasazení plovoucích FV (FPV) panelů. Na základě svých výsledků odvodili empirickou rovnici, která ukazuje, že ztráta výkonu se dá předvídat prostřednictvím rotační amplitudy.
„Solární panely procházejí periodickými pohyby s vlnami, což způsobuje neustálou změnu úhlu naklonění. Změna úhlu náklonu je suboptimální proces a vede ke ztrátě účinnosti využití energie,“ uvedli akademici. ,,I když je známo, že existuje fenomén nesouladu, chybí vědecká analýza toho, jak jsou pohyby FPV vyvolané vlnami spojeny s energetickou účinností.“
Aby tým prozkoumal tento jev, nainstaloval 21 jednotek 500 W halogenových světlometů na horní část vlnové nádrže. Měřila 30 m na délku a 1,5 metru na šířku a byla naplněna sladkou vodou do hloubky 1,5 m, s klapkami na jedné straně a pláží na druhé. Monokrystalický FV panel o výkonu 50 W se poté umístil na plovák ve tvaru katamaránu se dvěma trupy vyrobenými z extrudovaného polystyrenu (XPS). Nastavilo se čtyřbodové zakotvení, aby se zabránilo unášení panelu.
Měření ztrát solární energie v důsledku pohybu vln
Kromě deseti různých scénářů vln se pro srovnání změřilo nastavení klidné vody. Ty se lišily svou vlnovou amplitudou, vlnovou délkou a vlnovou frekvencí. Podle jejich měření se nejnižší ztráta výkonu 1,5 % naměřila při amplitudě vlny 0,025 m, vlnové délce 1,561 m a vlnové frekvenci 1 Hz. Na druhou stranu největší úbytek výkonu 12,7 % se zaznamenal v případě amplitudy vlny 0,05 m, vlnové délky 1,730 m a vlnové frekvence 0,95 Hz. V prvním případě byla amplituda výšky tónu 2,9◦ a ve druhém případě 6,7◦.
,,Jeví se třeba poznamenat, že testované vlnové podmínky se omezily velikostí zařízení. A zdály se tedy obecně menší než ty ve skutečných mořích. Což znamená, že úhly sklonu v reálném životě budou větší. A tím pádem se očekává vyšší ztráta energie,“ uvedl tým. ,,Způsob, jak to obejít, je použít odvozenou empirickou rovnici. Tu lze zadat s podmínkami, které nejsou testovány.“
Podle výzkumníků se zjistilo, že hodnotu ztráty výkonu lze předpovědět pomocí sin funkce amplitudy výšky tónu. „V praxi lze pro FPV systém se známým jmenovitým výkonem na klidné vodě použít experimenty/simulace/analýzy ke zjištění jeho rotační amplitudy ve vlnách a poté lze jeho ztrátu výkonu v důsledku dominujícího vlnového prostředí předpovědět empirické rovnice, odhadující její jmenovitý výkon podle podmínek na moři,“ zdůraznili.
Jako navrhované řešení ztráty energie způsobené vlnami skupina také navrhla použití vlnolamů na plovoucí solární farmu. „Dodatečné náklady na stavbu by nebyly významné s ohledem na FPV pro klidnou vodu. A to proto, protože hlavní doplňkovou složkou je vlnolam v bariéře, tj. náklady nerostou úměrně s pokrytím povrchu,“ zdůraznili.
Výsledky byly prezentovány v „Plovoucí ztráta solární energie v důsledku pohybů vyvolaných vlnami oceánu: Experimentální studie“, publikované v Ocean Engineering. Studii provedli vědci z britské Cranfield University, University College London a australské University of New South Wales.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
