Na łamach czasopisma Renewable Energy pojawiła się interesująca praca naukowa badaczy z Uniwersytetu Luizjany w USA i Państwowego Uniwersytetu Ponta Grossa w Brazylii, którzy zajęli się modelowaniem temperatury pływających farm słonecznych. Badania przeprowadzali na żywym przykładzie, porównując różne rezultaty modelowań z rzeczywistością. Co się okazało?
Czytaj też: W tym szaleństwie jest metoda. Białe panele słoneczne mają więcej sensu, niż się wydaje na chłopski rozum
Najpierw przedstawmy obiekt badań. Jest nim farma fotowoltaiczna na jeziorze Passauna w Brazylii, której moc zainstalowana wynosi 130 kW, a jej powierzchnia to 1200 metrów kwadratowych. Dla okresu od maja 2020 r. do września 2022 r. naukowcy zastosowali kilka modelowań. Były to dokładnie: model termiczny, model empiryczny, model obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) oraz uproszczony model termiczny z uwzględnieniem trzech warstw w modułach – dowiadujemy się z pracy naukowej.
Panele słoneczne a temperatura. Teraz wszystko można modelować
Prace uczonych miały na celu kilka rzeczy. Chcieli oni sprawdzić swoje metody prognozowania temperatury modułów dla różnych stref klimatycznych, konfiguracji i lokalizacji oraz porównać je ze stanem rzeczywistym. Ponadto, co nawet bardziej by nas interesowało, zebrane dane z wydajnością i sprawnością konwersji energii w pływającej farmie zestawili z tymi samymi faktorami dla modeli lądowych instalacji.
Wyniki modelowań okazywały się zadowalające. Udało się naukowcom przewidzieć z niewielkimi odchyleniami, jak będą się nagrzewać panele słoneczne w różnych warunkach zewnętrznych.
Czytaj też: Panele słoneczne zaczynają się masowo psuć. Starty energii są liczone w milionach
Natomiast jeśli mowa o roli wody, jako czynnika chłodzącego instalację, a przez to zwiększającego wydajność pracy modułów, to rezultaty uczonych nie pozostawiają wątpliwości. Pływająca farma słoneczna uzyskała w badanym okresie wydajność wyższą o 3 proc. od lądowych paneli słonecznych. Sprawność konwersji energii wyniosła dla pływających paneli 17,05 proc., co jest niewiele wyższą wartością niż w przypadku naziemnej instalacji (17,01 proc.). Porównań dokonano z modelem wydajności ogniw fotowoltaicznych opracowanym przez Laboratorium Sandia z Nowego Meksyku, który jest szeroko stosowany przez środowiska naukowe.
Wobec takich wyników możemy stwierdzić, że pływające farmy fotowoltaiczne są lepszymi rozwiązaniami, ponieważ woda jako czynnik chłodzący, przyczynia się do poprawy parametrów funkcjonowania. Jednak owe „zwycięstwo” dokonuje się ledwie o włos i nie może ot tak przekreślić roli paneli słonecznych montowanych na terenie lądowym.
