Vplyv smeru vetra a uhla sklonu na chladenie fotovoltických panelov
Technika navrhnutá vedcami v Spojených štátoch môže podľa vedcov zvýšiť výkon solárnych elektrární o 5% a znížiť degradáciu panelov o viac ako 0,3% ročne. Prístup je založený na smere a rýchlosti vetra a na sklone modulu.
Vedci z Portlandskej štátnej univerzity tvrdia, že vyvinuli metódu na zvýšenie energetického výťažku solárnych elektrární o približne 5% pri súčasnom znížení degradácie panelov o viac ako 0,3% ročne.
Akademici vyvinuli konvektívny spôsob chladenia, ktorý udržiava nízke teploty solárneho systému, pričom zohľadňuje smer a rýchlosť vetra a sklon modulu. "Doteraz neexistovala žiadna kalibrovaná platforma na štúdium vylepšení na úrovni poľa," uviedli vedci. "Prostredníctvom nového objektívu skúmame tok tekutín a prenos tepla vo veľkom solárnom poli, počnúc základnými parametrami uhla sklonu a rýchlosti vetra."
Smer vetra
Skupina analyzovala, ktoré uhly sklonu modulov by mohli ovplyvniť prenos tepla prúdením a súvisiace tekutinové mechanizmy, ktoré poháňajú prenos tepla. Zistili, že je možný 45% nárast koeficientu konvekčného prenosu tepla v závislosti od smeru vetra.
Portlandská skupina navrhla, aby vývojári solárnych elektrární pri navrhovaní projektov zvážili prevládajúci smer vetra a prúdenie vzduchu pod panelmi. „Jedným z príkladov, v ktorých môže byť solárna farma optimalizovaná vo fáze projektovania, by bolo častejšie používanie orientácie východ-západ v porovnaní s orientáciou sever-juh v prípade, že prevládajúci smer vetra je zo severu alebo z juhu, “uviedli vedci.
Pre testovanie boli vybrané uhly sklonu 15, 30, 45 a -30 stupňov. Vedci tvrdia, že rozsah chladenia závisí od toho, ako je prúd prichádzajúceho vzduchu rozdelený na prúdenie - ktoré prechádza pod a medzi panelmi - a obtokové prúdenie, ktoré so sústavou interaguje nanajvýš mierne.
Záporný uhol
Vedci tvrdia, že pri -30-stupňovom sklone pôsobia panely ako usmerňovače smerujúce dole, smerujúce vzduch pod moduly, ktorý by sa inak odklonil nad ne. "Čistým efektom je, že zvýšený objem toku vzduchu interaguje s panelmi v porovnaní s 30-stupňovým prípadom," uviedli vedci.
Aj keď maximálny prenos tepla bolo možné dosiahnuť pri optimálnom negatívnom sklone, podľa Portlandskej skupiny vedci neodporúčajú nakláňanie panelov pod uhlom -45 stupňov alebo vyššom negatívnom sklone.
„Bolo pozorované zvýšenie koeficientu konvekčného prenosu tepla o 30-45%, keď sa smer prichádzajúceho vetra posúva o 180 stupňov smerom k zadnému povrchu FV panelov,“ dodali vedci. "Toto zvýšenie zodpovedá poklesu teploty FV modulu o 5 - 9 stupňov Celzia."
Portlandská skupina uviedla, že je potrebné analyzovať faktory, ako je rozstup riadkov panelov, výška panelov a ďalšie konštrukcie alebo usporiadania, ktoré by mohli zvýšiť smerovanie toku cez solárne elektrárne, aby sa zlepšil ich navrhovaný prístup.