Конфигурациите с ориентация „изток‑запад“ показват значително по‑бавна деградация на модулите и по‑благоприятни работни температури в сравнение с конвенционалните едноосни тракери, посочват изследователи от Университета на Нов Южен Уелс.
Екипът сравни наземни фотоволтаични инсталации с ориентация „изток‑запад“ и традиционни едноосни тракери и откри, че при системите „изток‑запад“ определени механизми на деградация протичат с до 40% по‑бавно. Освен това модулите в тези конфигурации работят при по‑ниски температури, което намалява термичното и фоторазграждане и оказва положителен ефект и върху инверторите.
Какво представлява конфигурацията и защо е по‑хладна
В системите „изток‑запад“ панелите са поставени върху рамки, разгъващи се в стил „хармоника“, като модулите са наклонени под лек ъгъл от 10 градуса, разположени на изток и на запад. Дизайнът е модулен и е проектиран за бърз монтаж с минимален ръчен труд и предварително конфигурирани електрически връзки, което улеснява внедряването и позволява използване на по‑трудни терени, например насипи от минни отпадъци.
„Установихме, че коефициентите на топлопреминаване при системите „изток‑запад“ са съпоставими с тези при едноосните тракери, което показва сходни характеристики на охлаждане. От друга страна обаче при системите „изток‑запад“ модулите работят при по-ниски температури, тъй като интензитетът на слънчевото греене върху равнината на панелите е по-нисък в сравнение със системите, които следят движението на слънцето“, сподели Брам Хоек, водещ автор на изследването.
Измервания и термално моделиране
За да адресират пропуските на конвенционалните модели, които често пренебрегват фактори като посоката на вятъра, конфигурацията на монтажа, топлинната инерция и радиационния топлообмен с небето, изследователите разработиха нестационарен (динамичен) термичен модел, отчитащ радиацията от небето, и го валидираха с полеви измервания.
Мониторингът се провежда между септември 2022 г. и юни 2023 г. на тестова площадка близо до Бунгендор, Нов Южен Уелс. Инсталацията използва фотоволтаични модули с мощност 315 W; температурите на модулите са следени чрез термодвойки, а местните метеорологични условия — от близка метеорологична станция. Екипът събра данни за облъчване, околна температура, скорост и посока на вятъра и електрическа мощност, които използва за разработване и валидиране на пет термични модела с нарастваща сложност.
Последствия за производителността и надеждността
Фиксираната ориентация при лек наклон от 10 градуса води до по‑ниско облъчване на равнината на масива в сравнение с едноосните тракери. Тракерите получават повече слънчева светлина и могат да генерират повече енергия на единица площ, но повишеното облъчване повишава и работните температури, което намалява ефективността и ускорява деградацията.
По‑ниските работни температури и по‑ниските нива на ултравиолетово облъчване в системите „изток‑запад“ ограничават термичното разграждане и фоторазграждане. Това от своя страна намалява и натоварването върху инверторите, тъй като се налага по‑малко ограничаване на мощността, което подпомага техническото състояние на масивите.
„Нашата работа показва, че конфигурацията за монтаж на фотоволтаични системи влияе пряко върху надеждността на модулите, не само върху добива на енергия и разходите за монтаж“, обясни Хоекс. „Това подчертава и важността на точното моделиране на температурата на модулите при прогнозиране на дългосрочната деградация и производството на енергия през целия им живот“.
Учените заключават, че конфигурациите с нисък наклон „изток‑запад“ биха могли да предложат допълнителни ползи чрез намалена деградация, допълвайки предимствата им по отношение на използването на земята и разходите за разполагане.
КОМЕНТАРИ (0)