Vědci ze Spojených států a Brazílie vyvinuli čtyři různé způsoby, jak odhadnout teplotu plovoucích fotovoltaických modulů. Modely ověřili měřením teploty z plovoucí solární elektrárny v Brazílii.
Američtí vědci z Louisianské univerzity v Lafayette a vědci ze Státní univerzity Ponta Grossa v Brazílii vyvinuli čtyři modely pro odhad teploty plovoucích fotovoltaických modulů. A to za různých klimatických podmínek, konfigurací a umístění.
Vytvořili třívrstvý tepelný model, zjednodušený tepelný model, empirický model a výpočtový model dynamiky tekutin (CFD). Modely aplikovali na jediný 330 W solární modul JA v plovoucím solárním systému na jezeře Passauna v Brazílii v období od května 2020 do září 2022. Systém má instalovaný výkon 130 kW a zabírá plochu 1 200 metrů čtverečních.
Složitější tepelný model studoval dynamické chování teploty solárního článku ve třech vrstvách modulu: přední povrch, povrch článku a zadní povrch. Zjednodušený tepelný modul zohlednil teplotu modulu jako celku. Empirický model vypočítal teplotu zadní části modulu pomocí dat z místa pomocí regresní analýzy nejmenších čtverců. CFD modelování také určilo teplotu zadní části modulu pomocí metody konečných prvků (MKP).
Plovoucí FV moduly
Výsledky ukazují „dobrou korelaci mezi navrženými čtyřmi modely a skutečnými daty shromážděnými z lokality s odmocninou střední kvadraturou (RMSD) v rozmezí 0,5 °C až 4,8 °C,“ uvedli vědci. Nejlépe se ukázal komplexní tepelný model s RMSD 2,04 °C, následoval empirický model při 2,27 °C, zjednodušený tepelný model při 2,89 °C a nakonec CFD model při 3,26 °C. Zjednodušený tepelný model však ukázal nejlepší výsledky z hlediska sledování lineární linie skutečné teploty modulu.
Vědci také porovnali účinnost plovoucího solárního modulu s pozemními systémy, jak je modelovaly Sandia National Laboratories. Výsledky ukazují, že ve srovnání s pozemním modelem Sandia je možný maximálně 3 % nárůst účinnosti.
„Efekt vodního chlazení hraje nedílnou roli ve zvýšení účinnosti plovoucího FV modulu; jak teplota článku klesá kvůli blízkosti vody, účinnost se zvyšuje,“ vysvětlili akademici.
Své poznatky sdíleli v „Odhad teploty plovoucího fotovoltaického modulu: Modelování a srovnání“, který byl nedávno publikován v časopise Renewable Energy.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
