Nový výzkum z Indie ukazuje, jak by měly být nasazeny bifaciální solární moduly, aby bylo dosaženo vysokého výkonu v plovoucích fotovoltaických projektech plánovaných na tropické sladké vodě. Jejich experimentální uspořádání ukázalo, že vyššího zvýšení účinnosti lze dosáhnout měřením výšky panelu, hloubky vody a úhlu sklonu.
Mezinárodní výzkumný tým vytvořil experimentální uspořádání a model pro optimalizaci plovoucích bifaciálních solárních panelů. Ty se tak určují k nasazení na tropické sladké vodě.
Výzkumná skupina použila metodologii reakčního povrchu (RSM) založenou na centrálním kompozitním designu (CCD). CCD je specifická metodika návrhu experimentu, která vyhovuje modelům RSM, které mohou prezentovat vztah mezi vstupními a výstupními faktory. Kromě toho tým zkoumal ekonomickou životaschopnost plovoucích bifaciálních fotovoltaických projektů.
„Náš výzkum integruje globální pohled na solární technologii a klade důraz na analýzu citlivosti konstrukčních parametrů a korelace energetického zisku prostřednictvím RSM,“ uvedli akademici. „Naším cílem je optimalizovat výšku bifaciálních solárních panelů, azimutový úhel a hloubku vody. Čímž posouváme udržitelná energetická řešení v bifaciálních solárních systémech.“
V rámci návrhu CCD výzkumníci postavili dva fotovoltaické systémy na střeše ve Virudhunagaru v jižní Indii. Každý z nich používal 395 W bifaciální FV moduly namontované buď na konvenční bíle natřený povrch, nebo na sladkovodní nádrž s bílou barvou na jejím dně.
Oba systémy se testovaly při výšce panelu 25 cm, 87,5 cm nebo 150 cm a úhlu naklonění 45 stupňů, 90 stupňů a 135 stupňů. FV systém namontovaný nad vodou se také testoval s různými hloubkami vody 2 cm, 6 cm a 10 cm. Teplota, napětí a proud panelu se testovala při různých úrovních ozáření a rychlosti větru.
Optimalizace bifaciálních solárních panelů pro plovoucí fotovoltaické aplikace v tropické sladké vodě
,,Data shromážděná během těchto testů se analyzovala pomocí RSM, abychom pochopili vliv více proměnných,“ uvedli vědci. „Tento komplexní sběr dat zahrnoval sledování klíčových ukazatelů výkonu, jako je výstupní výkon a bifaciální zisk. Cílem se jevilo rozpoznat dopad různých metod chlazení na účinnost panelů BFS se zvláštním zaměřením na scénáře v reálném světě.“
Podle výsledků kvadratického modelu, optimalizačního modelu pro RSM, se optimální výsledky získaly při výšce panelu 100 cm, hloubce vody 6 cm a úhlu náklonu 90 stupňů. V tomto případě se předpokládaný výstupní výkon jevil 397,68 W a zaznamenal se vysoce přesný bifaciální zisk 10,39.
Kromě toho navrhovaný sladkovodní povrch (PFS) dosáhl 4,34 % až 4,86 % nárůstu bifaciální účinnosti napříč různými úrovněmi ozáření ve srovnání s konvenčním bílým povrchem (CWS). „Při ozáření 950 W/m2 dosahuje sladkovodní chlazení o 3,19 % vyššího bifaciálního zisku než chlazení CWS,“ dodala skupina.
„Analýza teploty panelu ukazuje konzistentní snížení se sladkovodním chlazením v rozmezí od 1,43 °C do 2,72 °C. Což zvyšuje celkovou účinnost a životnost,“ uzavřeli. ,,S mírně vyššími denními náklady na energii ve výši 3,27 Kč oproti 2,91 Kč u CWP nabízí PFW rychlejší dobu návratnosti 4,52 roku oproti 4,62 roku u CWP. Což zdůrazňuje jeho ekonomickou životaschopnost a efektivitu.“
Jejich zjištění se prezentovala v „Analýza výkonu plovoucího bifaciálního samostatného fotovoltaického modulu v tropických sladkovodních systémech jižní Asie: experimentální studie“. Ten se publikoval ve Scientific Reports. Tým se skládal z vědců z indické Kamaraj College of Engineering and Technology a etiopské univerzity Kebri Dehar.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
