Nuovo modello! Ogni impianto fotovoltaico ha bisogno

I ricercatori della Portland State University, dell'Università dello Utah e del National Renewable Energy Laboratory (NREL) affermano di aver scoperto un nuovo modo per migliorare l'efficienza dei progetti solari migliorando il raffreddamento naturale, che si ottiene utilizzando la geometria esistente dell'impianto.

I ricercatori hanno scoperto che le centrali solari con componenti distanziati in modo ottimale nella giusta direzione possono raffreddarsi utilizzando il vento circostante per convezione. Lo studio ha rilevato che l'aumento dell'altezza delle celle solari e l'aumento della distanza tra le file dei moduli può aumentare la potenza di uscita del 2-3 percento.

Contrariamente alla credenza comune, troppa luce solare o calore possono ridurre l'efficienza della generazione di energia fotovoltaica. Il fotovoltaico funziona in modo più efficiente quando funziona a temperature più basse.

Questa correlazione tra geometria ed efficienza è un grande passo verso la previsione del raffreddamento convettivo basato sulla disposizione unica inerente alle centrali solari", ha affermato Sarah Smith della Portland State University, autrice dell'articolo ...... Questo apre la strada al industria di elaborare modelli più accurati per prevedere la produzione e i costi dell'energia".

Il team ha scoperto che l'efficienza delle celle solari diminuisce di circa il 0,5% quando la temperatura operativa aumenta di 1 grado . Come esempio. Le perdite di energia rappresenterebbero il 12% in un tipico impianto fotovoltaico, dove la temperatura operativa dei moduli è di quasi 25 gradi superiore alla temperatura ambiente.

I moderni metodi di raffreddamento costringono il vento o l'acqua a interagire con la superficie dei moduli solari, mentre altri metodi utilizzano materiali specifici meno sensibili termicamente, ma queste tecniche richiedono risorse significative per funzionare.

Ciò richiede misure di raffreddamento efficaci e senza problemi per le centrali solari.

Ogni impianto richiede un diverso modello di raffreddamento

Il team ha migliorato il modello per calcolare la quantità di energia che un particolare sistema solare genererà in base a fattori quali materiale, condizioni ambientali e temperatura del modulo.

Ciò si ottiene prestando particolare attenzione alla geometria dell'impianto solare, ovvero quanto spazio è disponibile tra i componenti.

Il presupposto del team è che la stima più accurata della convezione e dell'efficienza produttiva di un sistema solare deve tenere conto dell'impianto nel suo complesso e di tutte le possibili variazioni di configurazione.

Smith ha affermato: "Ciò significa che anche il flusso d'aria di rimozione del calore si sposterà in modo diverso a seconda della disposizione di ciascun impianto solare, modificando in ultima analisi l'efficienza della rimozione del calore dalla superficie dei moduli".

Per confermare il loro modello, i ricercatori hanno condotto esperimenti nella galleria del vento e simulazioni ad alta risoluzione e raccolto dati ambientali del mondo reale.

Questa è stata seguita da un'indagine sulla relazione tra riscaldamento e raffreddamento FV e cambiamenti nell'altezza del modulo, distanza tra le file, angolo e forza del vento.

In precedenza, NREL aveva rivelato che la spaziatura delle file di moduli solari potrebbe aiutare a mantenere le temperature dei moduli, che in genere aumentano quando i moduli solari sono esposti alla luce solare diretta per lunghi periodi di tempo, portando a una riduzione dell'efficienza del modulo.

Nel novembre 2022, un team di ricercatori dell'Università di Alcala in Spagna ha affermato che la riduzione della temperatura dei moduli solari di 20ºC potrebbe portare a un miglioramento netto dell'efficienza del sistema di circa il 14%.