Нов модел! Всяка фотоволтаична инсталация се нуждае

Изследователи от Портландския държавен университет, Университета на Юта и Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) казват, че са открили нов начин за подобряване на ефективността на соларните проекти чрез подобряване на естественото охлаждане, което се постига чрез използване на съществуващата геометрия на централата.

Изследователите откриха, че слънчевите електроцентрали с оптимално разположени компоненти в правилната посока могат да се охладят с помощта на околния вятър чрез конвекция. Проучването установи, че увеличаването на височината на слънчевите клетки, както и увеличаването на разстоянието между модулните редове може да увеличи изходната мощност с 2-3 процента.

Противно на общоприетото схващане, твърде много слънчева светлина или топлина може да намали ефективността на фотоволтаичното производство на енергия. Фотоволтаиците работят по-ефективно, когато работят при по-ниски температури.

Тази корелация между геометрията и ефективността е голяма стъпка към предсказване на конвективното охлаждане въз основа на уникалното разположение, присъщо на слънчевите електроцентрали“, каза Сара Смит от Портландския държавен университет, автор на статията ...... Това проправя пътя за индустрията да излезе с по-точни модели за прогнозиране на производството и разходите за енергия."

Екипът установи, че ефективността на слънчевите клетки намалява с приблизително 0,5 процента, когато работната температура се повиши с 1 градус. Като пример. Загубите на енергия биха възлизали на 12 процента в типична фотоволтаична инсталация, където работната температура на модулите е с близо 25 градуса по-висока от температурата на околната среда.

Съвременните методи за охлаждане принуждават вятъра или водата да взаимодействат с повърхността на соларните модули, докато други методи използват специфични материали, които са по-малко термично чувствителни, но тези техники изискват значителни ресурси за работа.

Това изисква ефективни и безпроблемни мерки за охлаждане на слънчевите електроцентрали.

Всяка инсталация изисква различен модел на охлаждане

Екипът е подобрил модела за изчисляване колко енергия ще генерира определена слънчева система въз основа на фактори като материал, условия на околната среда и температура на модула.

Това се постига чрез обръщане на специално внимание на геометрията на слънчевата централа или на това колко пространство има между компонентите.

Предположението на екипа е, че най-точната оценка на конвекцията и производствената ефективност на слънчевата система трябва да вземе предвид централата като цяло и всички възможни вариации в конфигурацията.

Смит каза: "Това означава, че въздушният поток за отстраняване на топлина също ще се движи по различен начин в зависимост от разположението на всяка слънчева централа, като в крайна сметка ще промени ефективността на отстраняване на топлината от повърхността на модулите."

За да потвърдят модела си, изследователите проведоха експерименти в аеродинамичен тунел и симулации с висока разделителна способност и събраха данни за околната среда от реалния свят.

Това беше последвано от изследване на връзката между фотоволтаичното отопление и охлаждане и промените във височината на модула, разстоянието между редовете, ъгъла и силата на вятъра.

По-рано NREL разкри, че раздалечаването на редовете от слънчеви модули може да помогне за поддържане на температурите на модулите, които обикновено се повишават, когато слънчевите модули са изложени на пряка слънчева светлина за дълги периоди от време, което води до намаляване на ефективността на модула.

През ноември 2022 г. екип от изследователи от университета в Алкала в Испания заяви, че намаляването на температурата на слънчевите модули с 20ºC може да доведе до нетно подобряване на ефективността на системата с около 14 процента.