Správne rozmiestnenie solárnych panelov môže viesť k tomu, aby sa park chladil sám

Vedci skúmali, ako rozmiestniť solárne panely tak, aby sa park chladil sám. Nový chladiaci mechanizmus počíta s využívaním prirodzeného prúdenia vzduchu.

Prevádzková teplota ovplyvňuje výkon solárnych článkov

Hoci by sa mohlo zdať, že pre solárne parky je optimálne slnečné a bezoblačné počasie, platí, že príliš veľa slnka a tepla v skutočnosti výkon fotovoltických článkov znižuje. Keď sa totiž prevádzková teplota zvýši o 1 °C, účinnosť bežných solárnych článkov na báze kremíka klesne cca o 0,5 %. Bežne majú pritom pri prevádzke v parkoch o takmer 25 °C viac ako okolie, čo môže spôsobiť stratu energie na úrovni 12 %. Preto sú na prevádzku solárnych parkov potrebné chladiace mechanizmy, pričom s jedným novým prichádzajú výskumníci z Portland State University, University of Utah a National Renewable Energy Laboratory. Tí skúmali, ako využiť geometrické rozmiestnenie solárnych panelov tak, aby sa park chladil sám.

Nová metóda chladenia povrchu solárnych panelov

Aktuálne sa na chladenie povrchu solárnych panelov využíva vietor alebo voda. Časté je aj používanie špecifických materiálov s menšou tepelnou citlivosťou. Avšak nevýhodou týchto riešení je, že sú finančne nákladné. Nová metóda chladenia, s ktorou prichádzajú výskumníci, sa zakladá na myšlienke, že solárny park sa dokáže chladiť sám pomocou prirodzeného prúdenia vzduchu, a to za predpokladu, že solárne panely sú optimálne rozmiestnené a správne otočené.

Vedci vylepšili modely, ktoré vypočítavajú, koľko energie daný solárny park vyrobí na základe faktorov, akými sú materiál, podmienky prostredia a teplota panelov. Špecificky sa zamerali na to, ako sú jednotlivé panely rozmiestnené.

Usporiadanie panelov je dôležité

Výskumníci vychádzali z hypotézy, že aby bol odhad prúdenia vzduchu v rámci solárneho parku a v konečnom dôsledku efektívnosti výroby elektrickej energie čo najpresnejší, park treba zohľadniť ako celok, a to spolu so všetkými možnosťami jeho konfigurácie.

Platí pritom, že už z princípu je takmer nemožné, aby mali dva solárne parky rovnaké rozmiestnenie panelov. Každý je totiž navrhnutý tak, aby čo najlepšie využíval slnečné žiarenie konkrétnej lokácie a prispôsoboval sa okolitému prostrediu. Napríklad sklon solárnych panelov sa mení v závislosti od zemepisnej šírky a ich výškové umiestnenie sa zase odvíja od vegetácie. Jednotlivé rozstupy medzi panelmi často závisia od toho, aký veľký priestor je k dispozícii.

„To znamená, že prúdenie vetra, ktorý odvádza teplo, sa tiež bude líšiť v každom solárnom parku na základe jeho usporiadania, od čoho v konečnom dôsledku záleží, ako efektívne sa teplo odvádza z povrchov panelov,“ uviedla Sarah Smith z Portlandskej štátnej univerzity.

Zväčšenie výšky a rozstupov panelov viedlo k vyššiemu výkonu

Aby si výskumníci overili výsledky modelu, vykonali experimenty v aerodynamickom, simulácie vo vysokom rozlíšení a zhromaždili skutočné údaje z terénu. Zahrievanie a chladenie solárnych článkov skúmali v závislosti so zmenami vo výške ich umiestnenia, rozstupe medzi jednotlivými radmi, uhle ich natočenia a variáciami vetra.

Napokon dospeli k záveru, že inštaláciou solárnych panelov do väčšej výšky a zväčšením rozstupov medzi radmi sa výkon zvýšil o dve až tri percentá. Preukázali tak existujúcu koreláciu medzi geometrickým usporiadaním solárnych parkov a ich výkonom. To je podľa nich dôležité zistenie, ktoré prispeje k vývinu samochladiacich mechanizmov a dokonalejších modelov výroby elektrickej energie.

Štúdia bola publikovaná vo vedeckom časopise Journal of Renewable and Sustainable Energy. Celú si ju môžete stiahnuť tu.

Zdroj: energie-portal.sk