Zastosowanie pionowego montażu fotowoltaiki
Przyjęło się, że optymalnym kątem nachylenia modułów fotowoltaicznych jest kąt około 30 stopni.
Jednak badania przeprowadzone przez holenderskich naukowców z niezależnej grupy TNO wykazały, że radykalne ustawienie modułów pionowo może przynieść większe korzyści. Czy taki układ ma sens w europejskich szerokościach geograficznych? Na pewno plusem jest brak komplikacji z odśnieżaniem zimą, ale czy tylko?
Zespół badaczy TNO skoncentrował się na wpływie montażu modułów w pionie na uzysk energetyczny. Wcześniej już wiadomo było, że ten średnio korzystny układ, jeśli chodzi o pochłanianie promieni słonecznych, przynosi większe zyski niż układy poziome. Dodatkowo, montaż w pionie sprawia, że temperatura ogniw w trakcie pracy pozostaje niższa niż w przypadku układów poziomych, utrzymanych w tych samych warunkach pracy i całkowitym nasłonecznieniu modułu.
Motywacją dla badaczy było brak konkretnych badań analizujących tę anomalię, mimo że aspekt temperatury ogniw jest kluczowy dla końcowego uzysku energetycznego. Zgodnie z analizami, wzrost nasłonecznienia skutkuje wzrostem generacji w sposób logarytmiczny, ale rosnąca temperatura ogniw prowadzi do spadku napięcia, zazwyczaj o 0,3-0,4% na stopień Celsjusza.
Zespół TNO stwierdził, że zyski generacyjne związane z dużym nasłonecznieniem są tracone z powodu wzrostu temperatury ogniw. Dla standardowych instalacji systemy prostopadłe do gruntu cechują się mniejszym wzrostem temperatury ogniw, a zmiany napięcia na modułach nie są znaczące.
W celu analizy różnych układów stołów, badacze wykorzystali tzw. cyfrowe bliźniaki, które pozwalają na dokładne symulowanie warunków instalacji za pomocą oprogramowania, eliminując potrzebę fizycznych zmian w układzie instalacji. Dzięki temu każdy układ modułów został przeanalizowany w tych samych warunkach środowiskowych.
Badania przeprowadzono na instalacji w Petten w Holandii, gdzie panele były ustawione pionowo, wschód-zachód. System składał się z 9 rzędów paneli fotowoltaicznych po 8 sztuk w każdym. Użyte moduły były typu bifacjalnego o mocy 315 W.
Badania uwzględniły także współczynnik ciepła przenikającego z otoczenia do modułu, określając, że dla pionowych instalacji przenikanie ciepła było prawie dwukrotnie wyższe niż dla modułów montowanych poziomo. Według TNO, to przekłada się na 2,5% wyższą generację energii rocznie. Dodatkowo niższa temperatura operacyjna ogniw spowalnia proces degradacji modułów, co według naukowców ma szczególne znaczenie w wyższych temperaturach otoczenia i przy intensywnym nasłonecznieniu.
Czy to wpłynie na decyzje inwestorów o takim właśnie montażu? Zapewne dowiemy się z czasem. A na razie telemarketerzy fotowoltaiki będą mieli niezłe argumenty dla klienta mieszkającego w bloku z balkonem ;-)
Źródła:
Globenergia
Badania TNO, pv-magazine