Изследователски екип от Университета на Нов Южен Уелс в Австралия сравни ефективността на наземни фотоволтаични системи с ориентация „изток-запад“ с тази на конвенционалните едноосни тракери. Учените установиха, че при инсталациите тип „изток-запад“ определени механизми на деградация протичат с до 40% по-бавно.
Фотоволтаичните конфигурации с ориентация „изток-запад“ са относително нова тенденция в света на соларните системи. Панелите биват монтирани върху рамки, които се разгъват в стил „хармоника“, като модулите са наклонени под ъгъл от 10 градуса.
Методът набира популярност заради лесното внедряване: всичко е предварително сглобено, проектирано за бърз монтаж с минимален ръчен труд на терен, има си предварително конфигурирани електрически връзки.
Модулният дизайн позволява също така разполагане върху терени, които досега са били неизползвани пълноценно – 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.
Конвенционалните модели често пренебрегват фактори като посоката на вятъра, конфигурацията на монтажа, топлинната инерция и радиационния топлообмен с небето. За да преодолеят тези ограничения, изследователите са разработили нестационарен (динамичен) термичен модел, който отчита радиацията от небето, и го потвърдиха чрез измервания в реални експлоатационни условия.
Екипът анализира данни от мониторинг, събрани 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, като температурите на модулите се следят с помощта на термодвойки и местни метеорологични условия, записани от близка метеорологична станция.
Изследователите са събрали данни за облъчване, околна температура, скорост на вятъра, посока на вятъра и електрическа мощност, за да разработят и валидират пет термични модела с нарастваща сложност.
Разположени с лек наклон от 10 градуса на изток и на запад, панелите обикновено работят при по-ниски температури, тъй като фиксираната им ориентация води до по-ниско облъчване на равнината на масива. Едноосните тракери получават повече слънчева светлина и би трябвало да генерират повече енергия на единица площ, но по-голямото им облъчване също така увеличава работните температури и това намалява производителността.
По-ниските работни температури, комбинирани с понижено ултравиолетово облъчване, водят до по-малко термично разграждане и фоторазграждане в системите с лек наклон по посока „изток-запад“.
На свой ред, по-ниските нива на разграждане се отразяват по-добре и на инверторите. Не на последно място се налага по-малко ограничаване на мощността. А това също благоприятства техническото състояние на фотоволтаичните масиви.
„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“.
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, заключават учените.
