Darmowe narzędzie do doboru kąta nachylenia paneli PV. Zaskakujące wyniki badań
Międzynarodowy zespół badaczy opracował bezpłatne narzędzie internetowe, które wskazuje optymalne kąty nachylenia południowo zorientowanych instalacji PV bifacjalnych w całej Europie. Uwzględniono również wpływ terenów górskich, takich jak Alpy. W badaniu wykorzystano dane meteorologiczne z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną.
Nowy model uwzględnia cień, albedo i ukształtowanie terenu
Zespół naukowców z Francji i Włoch stworzył model optymalizujący kąty nachylenia dla instalacji PV bifacjalnych skierowanych na południe. Wyniki badania zostały udostępnione za darmo poprzez narzędzie online. Może ono okazać się przydatne dla władz lokalnych, inwestorów i planistów oceniających opłacalność takich systemów w różnych regionach Europy.
„Nasze podejście uwzględnia zarówno zacienienie od sąsiednich rzędów paneli, jak i przeszkody terenowe znajdujące się w dalszej odległości” – wyjaśniła prof. Apolline Ferry. Drugą innowacją, jak wskazała, jest analiza wpływu topografii: „Systemy PV bifacjalne mogą szczególnie skorzystać z terenów górskich, dzięki zwiększonemu promieniowaniu odbitemu od gruntu i wysokiemu albedo podczas okresów śnieżnych”.
Albedo to miara tego, jak dużo promieniowania słonecznego odbija dana powierzchnia. Im wyższe albedo, tym więcej światła zostaje odbite, a mniej pochłonięte. Na przykład świeży śnieg ma bardzo wysokie albedo, bo odbija prawie całe promieniowanie, podczas gdy ciemna gleba czy asfalt pochłaniają większość światła, mając albedo niskie. W przypadku paneli fotowoltaicznych bifacjalnych, które generują prąd także z tylnej strony, albedo ma istotny wpływ na efektywność – im więcej światła odbije się od podłoża, tym więcej energii mogą wyprodukować.
Dokładna analiza w oparciu o dane meteorologiczne
Model zakłada południową orientację paneli i dzieli Europę na 2 382 lokalizacje. Dla każdej z nich wykorzystuje dane meteorologiczne z typowego roku w rozdzielczości godzinowej.
„Dla każdej lokalizacji tworzony jest skumulowany rozkład promieniowania nieba, a następnie iteracyjnie poszukiwany jest najlepszy kąt nachylenia maksymalizujący roczny uzysk energii – zarówno z przedniej, jak i tylnej powierzchni modułu” – tłumaczy zespół badawczy.
Największy wpływ ma szerokość geograficzna
Analiza wykazała, że szerokość geograficzna jest głównym czynnikiem wpływającym na optymalny kąt nachylenia. Przy współczynniku pokrycia gruntu (GCR) równym 0,5 i albedo 0,2 średnie kąty nachylenia wynosiły:
- Finlandia – 36°
- Francja – 29°
- Włochy – 27°
- Grecja – 26°
Wyniki pokazały również, że współczynnik GCR odgrywa istotną rolę. Dla GCR = 0,05 optymalne kąty wynoszą od 25° do 65°, natomiast dla GCR = 0,5 spadają do zakresu od 15° do 42°.
Współczynnik pokrycia gruntu, czyli GCR (Ground Coverage Ratio), to stosunek powierzchni zajmowanej przez moduły fotowoltaiczne do całkowitej powierzchni, na której są one zamontowane. Mówiąc prościej, GCR pokazuje, jak „gęsto” są rozmieszczone panele na danym obszarze.
Jeśli GCR jest wysoki (np. 0,6), oznacza to, że panele są ułożone blisko siebie, zajmując dużą część dostępnego terenu. Z kolei niski GCR (np. 0,1) oznacza, że między rzędami paneli jest dużo przestrzeni. W kontekście instalacji bifacjalnych GCR wpływa m.in. na zacienianie i ilość światła odbitego docierającego do tylnej strony modułów – im mniejsze zagęszczenie paneli, tym mniej cienia i większy potencjał odbicia światła.
Analiza terenów górskich: przypadek Alp Francuskich
Aby dokładnie zbadać wpływ ukształtowania terenu, zespół przeanalizował Alpy Francuskie w rozdzielczości 5×5 km. Okazało się, że istnieje istotna korelacja pomiędzy kątem nachylenia a tzw. indeksem widoczności nieba (SVI).
„Wyższe wartości SVI prowadzą do zmniejszenia optymalnego kąta nachylenia, co ułatwia zbieranie promieniowania słonecznego z niezakłóconej części nieba” – stwierdzili autorzy.
Prof. Ferry dodała:
„Spodziewaliśmy się, że teren wpłynie na optymalne kąty nachylenia, ale zaskoczyła nas skala różnic pomiędzy obszarami górskimi a nizinnymi o tej samej szerokości geograficznej”.
Narzędzie dostępne dla wszystkich
Wyniki badania przedstawiono w artykule pt. Optimal tilt angles for bifacial photovoltaic plants across Europe based on cumulative sky and Typical Meteorological Year data, opublikowanym w czasopiśmie Solar Energy. Autorzy pochodzą z Uniwersytetu Savoie Mont-Blanc we Francji oraz Uniwersytetu w Genui we Włoszech.
Bezpłatne narzędzie, które powstało na podstawie tego badania, może ułatwić lokalnym władzom i firmom energetycznym planowanie przyszłych inwestycji w instalacje bifacjalne w zróżnicowanym terenie Europy.
Zobacz również:
- Rynek Energy as a Service eksploduje. Do 2034 osiągnie 291,6 mld USD
- Rynek solarny pod presją. Finansowanie spadło o 41%
- Polska fotowoltaika w potrzasku administracyjnym. Raport PSF
- Koniec tanich modułów PV? Nadchodzi fala upadłości i wzrost cen
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Westinghouse i INSA Lyon wspólnie przyspieszą rozwój SMR i innowacji materiałowych w energetyce jądrowej
Westinghouse Electric Company oraz francuski instytut INSA Lyon zacieśniają współpracę badawczą. Wspólnie zamierzają rozwijać nowe technologie materiałowe, kluczowe dla przyszłości energetyki jądrowej, w tym reaktorów IV generacji (SMR/AMR).
Włosi stawiają na SMR: Nuclitalia rusza z badaniami nad nową energią
Enel, Ansaldo Energia i Leonardo utworzyły wspólnie spółkę Nuclitalia, której celem będzie rozwój technologii nowej generacji w sektorze energetyki jądrowej. Nowa firma skoncentruje się na badaniach nad małymi reaktorami modułowymi (SMR) i analizie możliwości wdrożenia ich we Włoszech.
Nowy etap dla Vestas w Polsce. Fabryka w Goleniowie przechodzi pod ich skrzydła
Vestas przejmuje fabrykę łopat w Goleniowie od LM Wind Power. Zakład będzie kontynuował produkcję komponentów dla turbin wiatrowych na potrzeby rynku europejskiego. Transakcja wzmacnia pozycję Vestas w regionie i wpisuje się w szerszy plan rozwoju zielonej energetyki.
275 tys. klientów ScottishPower zaoszczędziło już 2 mln funtów na prądzie
Brytyjski dostawca energii ScottishPower ogłosił, że jego klienci zaoszczędzili łącznie 2 miliony funtów od momentu wprowadzenia programu „half price electricity at weekends”. Zniżka, obowiązująca w weekendy, zachęca do korzystania z energii w bardziej ekologicznych i tańszych godzinach.
Enea Operator buduje magazyn energii. Nowa inwestycja wsparta środkami z NFOŚiGW
Enea Operator podpisała umowę z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na dofinansowanie budowy nowoczesnej instalacji magazynowania energii. To kolejny krok w kierunku transformacji sieci elektroenergetycznej i wsparcia dla rozwoju energetyki rozproszonej.
PGE Baltica rusza z badaniami dna Bałtyku dla farmy wiatrowej Baltica 9
PGE Baltica podpisała umowę na wykonanie kluczowych badań geofizycznych dla projektu Morskiej Farmy Wiatrowej Baltica 9. Prace mają na celu zminimalizowanie ryzyka związanego z budową i będą realizowane w III kwartale 2025 roku.
Komentarze