รุ่นใหม่! ทุกโรงงาน PV ต้องการ
Jan 17, 2023
นักวิจัยจาก Portland State University, University of Utah และ National Renewable Energy Laboratory (NREL) กล่าวว่าพวกเขาได้ค้นพบวิธีใหม่ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโครงการพลังงานแสงอาทิตย์โดยการเพิ่มความเย็นตามธรรมชาติ ซึ่งทำได้โดยใช้รูปทรงเรขาคณิตที่มีอยู่ของโรงงาน
นักวิจัยพบว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีส่วนประกอบที่มีระยะห่างอย่างเหมาะสมในทิศทางที่ถูกต้องสามารถทำให้ตัวเองเย็นลงได้โดยใช้ลมโดยรอบผ่านการพาความร้อน การศึกษาพบว่าการเพิ่มความสูงของเซลล์แสงอาทิตย์และการเพิ่มระยะห่างของแถวโมดูลสามารถเพิ่มกำลังขับได้ 2-3 เปอร์เซ็นต์
ตรงกันข้ามกับความเชื่อทั่วไป แสงแดดหรือความร้อนที่มากเกินไปสามารถลดประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้ เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อทำงานที่อุณหภูมิต่ำ
ความสัมพันธ์ระหว่างรูปทรงเรขาคณิตและประสิทธิภาพนี้เป็นขั้นตอนใหญ่ในการทำนายการระบายความร้อนแบบพาความร้อนตามการจัดเรียงเฉพาะที่มีอยู่ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์" Sarah Smith จาก Portland State University ผู้เขียนบทความ กล่าว ...... นี่เป็นการปูทางสำหรับ อุตสาหกรรมเพื่อสร้างแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับการทำนายการผลิตพลังงานและต้นทุน"
ทีมงานพบว่าประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ลดลงประมาณ 0.5 เปอร์เซ็นต์เมื่ออุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น 1 องศา ตัวอย่างเช่น. การสูญเสียพลังงานจะคิดเป็น 12 เปอร์เซ็นต์ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป ซึ่งอุณหภูมิในการทำงานของโมดูลสูงกว่าอุณหภูมิโดยรอบเกือบ 25 องศา
วิธีการระบายความร้อนสมัยใหม่บังคับให้ลมหรือน้ำทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ในขณะที่วิธีอื่นๆ ใช้วัสดุเฉพาะที่มีความไวต่อความร้อนน้อยกว่า แต่เทคนิคเหล่านี้ต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากในการทำงาน
สิ่งนี้เรียกร้องให้มีมาตรการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพและปราศจากปัญหาสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
โรงงานแต่ละแห่งต้องการรูปแบบการทำความเย็นที่แตกต่างกัน
ทีมงานได้ปรับปรุงแบบจำลองสำหรับคำนวณปริมาณพลังงานที่ระบบสุริยะจะสร้างขึ้นโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุ สภาพแวดล้อม และอุณหภูมิโมดูล
สิ่งนี้ทำได้โดยการให้ความสนใจเป็นพิเศษกับรูปทรงเรขาคณิตของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หรือพื้นที่ว่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ
สมมติฐานของทีมงานคือการประมาณค่าการพาความร้อนและประสิทธิภาพการผลิตของระบบสุริยะที่แม่นยำที่สุดจะต้องคำนึงถึงโรงงานโดยรวมและรูปแบบต่างๆ ที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการกำหนดค่า
Smith กล่าวว่า "นั่นหมายความว่ากระแสลมในการขจัดความร้อนจะเคลื่อนที่แตกต่างกันไปตามการจัดเรียงของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แต่ละแห่ง ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการกำจัดความร้อนจากพื้นผิวของโมดูลเปลี่ยนไปในที่สุด"
เพื่อยืนยันแบบจำลอง นักวิจัยได้ทำการทดลองในอุโมงค์ลมและการจำลองที่มีความละเอียดสูง และรวบรวมข้อมูลสิ่งแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง
ตามมาด้วยการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการทำความร้อนและการทำความเย็น PV และการเปลี่ยนแปลงความสูงของโมดูล ระยะห่างระหว่างแถว มุม และแรงลม
ก่อนหน้านี้ NREL ได้เปิดเผยว่าการเว้นระยะห่างระหว่างแถวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถช่วยรักษาอุณหภูมิของโมดูลได้ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเพิ่มขึ้นเมื่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับแสงแดดโดยตรงเป็นระยะเวลานาน ส่งผลให้ประสิทธิภาพของโมดูลลดลง
ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2565 ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอัลคาลาในสเปนอ้างว่าการลดอุณหภูมิของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ลง 20 องศาเซลเซียส อาจนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบสุทธิประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์
