Jauns modelis! Katrai PV iekārtai ir vajadzīgas

Pētnieki no Portlendas štata universitātes, Jūtas Universitātes un Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) apgalvo, ka ir atklājuši jaunu veidu, kā uzlabot saules enerģijas projektu efektivitāti, uzlabojot dabisko dzesēšanu, kas tiek panākts, izmantojot esošās iekārtas ģeometriju.

Pētnieki atklāja, ka saules elektrostacijas ar optimāli izvietotām sastāvdaļām pareizajā virzienā var atdzist, izmantojot apkārtējo vēju, izmantojot konvekciju. Pētījumā konstatēts, ka, palielinot saules bateriju augstumu, kā arī palielinot atstarpi starp moduļiem, var palielināt izejas jaudu par 2-3 procentiem.

Pretēji izplatītajam uzskatam, pārāk daudz saules gaismas vai siltuma var samazināt fotoelektriskās enerģijas ražošanas efektivitāti. Fotoelementi darbojas efektīvāk, ja darbojas zemākā temperatūrā.

Šī korelācija starp ģeometriju un efektivitāti ir liels solis ceļā uz konvektīvās dzesēšanas prognozēšanu, pamatojoties uz unikālo saules elektrostacijām raksturīgo izkārtojumu," sacīja raksta autore Sāra Smita no Portlendas štata universitātes ...... Tas paver ceļu nozarei jānāk klajā ar precīzākiem modeļiem enerģijas ražošanas un izmaksu prognozēšanai."

Komanda atklāja, ka saules bateriju efektivitāte samazinās par aptuveni 0,5 procentiem, ja darba temperatūra paaugstinās par 1 grādu. Kā piemērs. Enerģijas zudumi būtu 12 procenti tipiskā PV iekārtā, kur moduļu darba temperatūra ir gandrīz par 25 grādiem augstāka nekā apkārtējās vides temperatūra.

Mūsdienu dzesēšanas metodes liek vējam vai ūdenim mijiedarboties ar saules moduļu virsmu, savukārt citās metodēs tiek izmantoti specifiski materiāli, kas ir mazāk termiski jutīgi, taču šo paņēmienu darbībai ir nepieciešami ievērojami resursi.

Tas prasa efektīvus un bezproblēmu dzesēšanas pasākumus saules elektrostacijām.

Katrai iekārtai ir nepieciešams atšķirīgs dzesēšanas modelis

Komanda ir uzlabojusi modeli, lai aprēķinātu, cik daudz enerģijas konkrēta saules sistēma radīs, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā materiāls, vides apstākļi un moduļa temperatūra.

Tas tiek panākts, īpašu uzmanību pievēršot saules elektrostacijas ģeometrijai vai tam, cik daudz vietas ir pieejamas starp komponentiem.

Komandas pieņēmums ir tāds, ka visprecīzākajā saules sistēmas konvekcijas un ražošanas efektivitātes novērtējumā ir jāņem vērā iekārta kopumā un visas iespējamās konfigurācijas variācijas.

Smits sacīja: "Tas nozīmē, ka arī siltuma noņemšanas gaisa plūsma pārvietosies atšķirīgi atkarībā no katras saules enerģijas iekārtas izvietojuma, galu galā mainot siltuma noņemšanas efektivitāti no moduļu virsmas."

Lai apstiprinātu savu modeli, pētnieki veica vēja tuneļa eksperimentus un augstas izšķirtspējas simulācijas, kā arī apkopoja reālās pasaules vides datus.

Tam sekoja izpēte par saistību starp PV sildīšanu un dzesēšanu un moduļa augstuma, rindu atstatuma, leņķa un vēja spēka izmaiņām.

Iepriekš NREL atklāja, ka saules moduļu rindu atstatums var palīdzēt uzturēt moduļu temperatūru, kas parasti paaugstinās, kad saules moduļi ilgstoši tiek pakļauti tiešiem saules stariem, kā rezultātā samazinās moduļa efektivitāte.

2022. gada novembrī pētnieku komanda no Alkalas universitātes Spānijā apgalvoja, ka saules moduļu temperatūras samazināšana par 20ºC varētu novest pie sistēmas efektivitātes neto uzlabojuma par aptuveni 14 procentiem.