Ινδοί ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα διπρόσωτα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να αποφέρουν αύξηση 8,36% έως 27,10% σε σχέση με τα μονόπροσωπα συστήματα, ανάλογα με το κλίμα και το albedo του εδάφους
Μια ερευνητική ομάδα στην Ινδία συνέκρινε την απόδοση διπρόσωτων και μονόπροσωπων φωτοβολταϊκών μονάδων υπό διαφορετικές συνθήκες albedo (σ.σ: ανακλαστικότητα μιας επιφάνειας) και κλίματος σε ολόκληρη τη χώρα και διαπίστωσε ότι το albedo του εδάφους έχει ισχυρή και συστηματική επίδραση.
Οι ερευνητές προσομοίωσαν τα συστήματα σε πέντε αντιπροσωπευτικές κλιματικές ζώνες της Ινδίας: θερμή-ξηρή, θερμή-υγρή, σύνθετη, εύκρατη και ψυχρή.
«Η μελέτη μας υπερβαίνει τις συμβατικές συγκρίσεις ενεργειακής απόδοσης, καθορίζοντας τη σχέση μεταξύ του albedo της επιφάνειας και της αύξησης από τα διπρόσωτα φωτοβολταϊκά και ενσωματώνοντας τεχνικούς, περιβαλλοντικούς και οικονομικούς δείκτες», δήλωσε στο pv magazine ο κύριος συγγραφέας Mobi Mathew.
«Αυτό παρέχει μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το κλίμα και η ανακλαστικότητα της επιφάνειας επηρεάζουν από κοινού την απόδοση και το δυναμικό ανάπτυξης των διπρόσωτων φωτοβολταϊκών συστημάτων σε ολόκληρη την Ινδία».
Η ομάδα του σχεδιάζει να επεκτείνει την έρευνα σε δύο κατευθύνσεις
«Η πρώτη θα επικεντρωθεί στην ανάπτυξη εμπειρικών συσχετίσεων μεταξύ του albedo της επιφάνειας και βασικών δεικτών απόδοσης των διπρόσωτων φωτοβολταϊκών υπό διαφορετικές κλιματικές συνθήκες στην Ινδία, χρησιμοποιώντας μια ισχυρότερη εμπειρική βάση για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ της ανακλαστικότητας της επιφάνειας και της απόδοσης των διπρόσωτων φωτοβολταϊκών», είπε.
«Η δεύτερη θα επεκτείνει την αξιολόγηση προς μια ολοκληρωμένη ενεργειακή, εξεργειακή, οικονομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση διπρόσωτων και μονόπροσωπων φωτοβολταϊκών συστημάτων υπό διαφορετικές συνθήκες albedo και κλίματος».
Στην τρέχουσα μελέτη, η ομάδα χρησιμοποίησε το PVsyst για να προσομοιώσει μονόπροσωπα και διπρόσωτα φωτοβολταϊκά συστήματα ισχύος 6 kW συνδεδεμένα στο δίκτυο, σε πέντε πόλεις της Ινδίας: Jodhpur (θερμό και ξηρό), Thiruvananthapuram (θερμό και υγρό), New Delhi (σύνθετο), Bengaluru (εύκρατο) και Leh (ψυχρό).
Τα συστήματα χρησιμοποιούσαν μονάδες ισχύος 400 W και την ίδια διαμόρφωση αντιστροφέα ισχύος 3 kW. Και τα δύο συστήματα ήταν στραμμένα προς τον νότο, με ύψος εγκατάστασης 1,5 m και απόσταση μεταξύ των σειρών 5 m.
Χρησιμοποίησαν επίσης τις ίδιες παραδοχές ηλεκτρικών απωλειών: 2% απώλειες λόγω αναντιστοιχίας των μονάδων και περίπου 1,5% απώλειες καλωδίωσης DC.
Οι ερευνητές βελτιστοποίησαν τη γωνία κλίσης για κάθε τοποθεσία, από 11 μοίρες στο Thiruvananthapuram έως 34 μοίρες στο Leh.
Για τα διπρόσωτα συστήματα, μοντελοποίησαν πέντε επιφάνειες εδάφους: σκυρόδεμα (albedo 0,30), πλακίδια πεζοδρομίου (0,33), γαλβανισμένο χάλυβα (0,35), αλουμίνιο (0,85) και λευκή βαφή (0,90).
Προσομοίωσαν την ετήσια απόδοση των συστημάτων χρησιμοποιώντας μακροπρόθεσμα συνθετικά μετεωρολογικά δεδομένα και αξιολόγησαν τα περιβαλλοντικά και οικονομικά αποτελέσματα σε ορίζοντα 25 ετών.
Σε όλες τις μοντελοποιημένες τοποθεσίες και επιφάνειες, η αύξηση από τα διπρόσωτα φωτοβολταϊκά κυμάνθηκε από 8,36% έως 27,10%
Η αύξηση του albedo από 0,30 σε 0,90 μείωσε την υπολογισμένη ένταση των αερίων του θερμοκηπίου σε όλο τον κύκλο ζωής κατά περίπου 10% έως 14%, ανάλογα με την τοποθεσία.
Οι βελτιστοποιημένες διπρόσωτες διαμορφώσεις είχαν επίσης χρόνους αποπληρωμής άνθρακα περίπου 13% έως 21% μικρότερους από αντίστοιχα μονόπροσωπα συστήματα, με τον μικρότερο, στις 0,99 έτη, να καταγράφεται στο Leh.
Υπό ευνοϊκές συνθήκες υψηλού albedo, οι ερευνητές υπολόγισαν μείωση 4% έως 7% στο εξισωμένο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας.
«Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα ήταν η ισχυρή και συστηματική επίδραση του albedo του εδάφους στην απόδοση των διπρόσωτων φωτοβολταϊκών», δήλωσε ο Mathew.
«Διαπιστώσαμε ότι η αύξηση από τα διπρόσωτα φωτοβολταϊκά αυξάνεται περίπου γραμμικά με την αύξηση του albedo του εδάφους, με κάθε αύξηση κατά 0,10 στο albedo να αποφέρει περίπου 2,6 ποσοστιαίες μονάδες πρόσθετης αύξησης από τα διπρόσωτα φωτοβολταϊκά.
Επιφάνειες υψηλής ανακλαστικότητας, όπως η λευκή βαφή και το αλουμίνιο, αύξησαν την ετήσια παραγωγή κατά περίπου 13% έως 16% σε σύγκριση με το σκυρόδεμα».
Ο Mathew πρόσθεσε ότι τα αποτελέσματα έδειξαν την υψηλότερη ετήσια παραγωγή για τη διπρόσωτη διαμόρφωση υψηλού albedo στο Leh, φτάνοντας περίπου τις 14,3 MWh ετησίως.
«Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι η επιφάνεια που περιβάλλει μια εγκατάσταση διπρόσωτων φωτοβολταϊκών μπορεί να αποτελέσει σημαντική και ελεγχόμενη παράμετρο σχεδιασμού, παράλληλα με την επιλογή μονάδων και τις κλιματικές συνθήκες», είπε.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στη μελέτη «Σύγκριση της απόδοσης διπρόσωτων και μονόπροσωπων φωτοβολταϊκών μονάδων υπό διαφορετικές συνθήκες albedo και κλίματος σε ολόκληρη την Ινδία», η οποία δημοσιεύθηκε στο Next Energy.
Στη μελέτη συμμετείχαν ερευνητές από το Nehru College of Engineering & Research Center της Ινδίας, το HICCER – Hariterde International Council of Circular Economy Research, το SR University, το Indira Gandhi National Open University και το Saintgits College of Engineering.
www.worldenergynews.gr
