Ερευνητές από το Ινστιτούτο Ενεργειακής Τεχνολογίας (IFE) στη Νορβηγία ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο για την εκτίμηση των απωλειών παραγωγής ενέργειας σε πλωτά φωτοβολταϊκά συστήματα (FPV) που προκαλούνται από τα κύματα. Οι απώλειες αυτές, γνωστές ως απώλειες που προκαλούνται από τα κύματα (WIL), συμβαίνουν όταν τα κύματα προκαλούν κινήσεις στις πλωτές κατασκευές, επηρεάζοντας την κλίση των φωτοβολταϊκών πλαισίων και οδηγώντας σε αναντιστοιχίες στην παραγωγή ενέργειας, σύμφωνα με το περιοδικό pv.

Σε 3 βήματα βασίζεται το μοντέλο για τα πλωτά φωτοβολταϊκά

Το μοντέλο βασίζεται σε τρία βασικά βήματα: αλληλεπίδραση κυμάτων-δομής, μοντελοποίηση της ακτινοβολίας και ηλεκτρική μοντελοποίηση. Πρώτον, το μοντέλο αναλύει τον τρόπο με τον οποίο τα πλωτά φωτοβολταϊκά πάνελ κινούνται με τα κύματα, υποθέτοντας ότι τα πάνελ ακολουθούν ακριβώς τις κινήσεις των κυμάτων χωρίς οριζόντια μετακίνηση. Στη συνέχεια, υπολογίζει την ακτινοβολία (ηλιακή ακτινοβολία) στα πάνελ, λαμβάνοντας υπόψη την κλίση τους που προκαλείται από τα κύματα. Τέλος, χρησιμοποιεί ηλεκτρική μοντελοποίηση για να εκτιμήσει την παραγωγή ενέργειας, συγκρίνοντάς την με μια στατική διάταξη όπου τα πάνελ παραμένουν σταθερά.

Το μοντέλο δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας ένα πραγματικό πρωτότυπο FPV που βρίσκεται στο φιόρδ του Όσλο, το οποίο παραχωρήθηκε από την εταιρεία Sunlit Sea. Οι ερευνητές τοποθέτησαν αισθητήρες για τη μέτρηση της ακτινοβολίας και της κίνησης των πάνελ. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι προβλέψεις του μοντέλου για την ακτινοβολία ήταν κοντά στις πραγματικές μετρήσεις, με ένα μικρό σφάλμα σε ακραίες συνθήκες.

Στη συνέχεια, το μοντέλο δοκιμάστηκε υπό διαφορετικές συνθήκες, όπως διαφορετικά ύψη κύματος (από 0,25 m έως 1 m) και διαφορετικές κατευθύνσεις κύματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το WIL αυξάνεται όταν τα φωτοβολταϊκό σύστημα απέχει πολύ από τον βέλτιστο προσανατολισμό των πάνελ, όταν τα κύματα είναι πιο απότομα ή υψηλότερα και όταν αλλάζει η κατεύθυνση των κυμάτων. Για παράδειγμα, το WIL κυμάνθηκε από 3,3% για μικρότερα κύματα έως 6,7% για μεγαλύτερα κύματα. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι το WIL μπορεί να είναι σημαντικό και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την ανάλυση της ενεργειακής απόδοσης των συστημάτων FPV.

Αυτή η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Solar Energy, υπογραμμίζει τη σημασία της συνεκτίμησης των απωλειών που προκαλούνται από τα κύματα κατά το σχεδιασμό και τη λειτουργία των πλωτών συστημάτων ηλιακής ενέργειας.

Διαβάστε ακόμη