Švédští vědci vyvinuli model pro analýzu parametrů mikroklimatu vertikálně namontovaného agrovoltaického systému. Svůj model ověřili porovnáním jeho odhadů s měřením slunečního záření, teploty fotovoltaického modulu a teploty země.
Model pro analýzu mikroklimat
Vědci z Mälardalen University ve Švédsku vyvinuli model výpočetní dynamiky tekutin (CFD), který usnadňuje analýzu mikroklimat ve vertikálních fotovoltaických projektech.
„Modely agrovoltaických (AV) systémů se stanou často používanými pro nové návrhy AV systémů. Dále také pro rozhodování, protože můžete analyzovat/předvídat mikroklimatické změny v závislosti na umístění a řešení AV systému,“ řekl magazínu pv výzkumník Sebastian Zainalli.
CFD simulace se používají k řešení složitých rovnic o proudění pevných látek a plynů skrz tělesa a kolem nich. CFD simulace lze použít k analýze mikroklimat v agrovoltaických systémech. Model vědci vytvořili pomocí softwaru Solidworks pro počítačově podporované navrhování.
Vědci se podívali na vertikální agrovoltaický systém s 30 bifaciálními monokrystalickými fotovoltaickými moduly s orientací východ-západ ve švédském Västerås. Systém se skládá ze tří řad s 10 metry mezi nimi, kde se pěstují traviny.
Naměřené údaje
Vědci shromáždili údaje o okolní teplotě, globálním a difúzním horizontálním záření a větru pomocí čtyř různých senzorů. K měření teploty modulů použili termokameru.
CFD model vykazoval chyby odhadu teploty FV modulu v řádu 0 °C až 2 °C a chyby teploty země v řádu 0 °C až 1 °C.
„Vertikální bifaciální teplota FV modulu se těžko měří, protože na modul nelze snadno umístit senzor, protože by to vytvořilo hotspoty. Proto se k získání přesného srovnání použily hodinové údaje termokamery,“ vysvětlil Zainali. „Chyby odhadu modelu jsou přesnější než naměřená teplota vertikálního bifaciálního FV modulu získaná s monofaciálními referenčními články na zadní a přední straně kvůli rozdílům v charakteristikách ve srovnání s bifaciálním modulem.“
Pro ověření CFD modelu také zvážili teplotu půdy. Tvrdí, že model správně předpovídá, že teplota půdy se během dne pomalu zvyšuje.
„Model CFD měl teplotní chybu menší než 1 °C a mohli jsme vidět, že nárůst teploty je extrémně podobný naměřeným datům během dne,“ řekl Zainali.
Výsledky
Výsledky také ukazují, že odhady dopadajícího slunečního záření z modelu CFD jsou podobné těm, které se naměřily ve Västerås. Nicméně model obecně podhodnocuje maximální sluneční záření v zatažených povětrnostních podmínkách. Akademik také pozoroval 38% pokles intenzity slunečního záření v přízemních oblastech zastíněných vertikálními fotovoltaickými moduly.
„Z těchto validací můžeme vidět, že náš vyvinutý model má podobné mikroklimatické variace jako měření,“ řekl Zainali s tím, že model lze upravit pro studium jiných návrhů agrovoltaických systémů a geografických lokalit. Poznamenal, že je možné analyzovat instalace s pevnými strukturami a sledovacími prvky. I když druhý z nich zvyšuje složitost modelování, a proto vyžaduje více času na studium.
Zdroje: pv-magazine, TopVozíky
