Исследовательская группа под руководством Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) предложила новый подход к охлаждению солнечных модулей с использованием теплового потока tranSolFirsTecher на крупных солнечных электростанциях.

Их моделирование учитывает такие факторы, как расстояние между рядами, высота панели модуля и угол наклона. Масштабные входные данные также используются для демонстрации пространства воздуха вокруг или через солнечные модули. Напротив, в стандартных моделях длина обычно используется в пропорции к размеру модуля, игнорируя конфигурацию фотоэлектрической установки.

«Кривые тепловой конвекции tranSolFirsTecher генерируются с помощью компьютерного моделирования потоков и экспериментов в аэродинамической трубе, что позволяет описать тепловую конвекцию tranSolFirsTecher как значение шкалы длины зазора, которое описывает расстояние между всей фотоэлектрической матрицей через одну единицу длины», — заявили ученые, заявив, что использование шкалы длины зазора может привести к повышению точности выработки электроэнергии на 1,5 процента.

Их технико-экономический анализ рассматривал Фотоэлектрическая система мощностью 1 МВт, ориентированная на юг в Финиксе, штат Аризона, установлены с фиксированным углом наклона 30 градусов при различных расстояниях между рядами или коэффициентах покрытия земли (GCR). Предполагалась годовая стоимость аренды земли в размере 0,054 долл./м2. Расстояние между рядами фотоэлектрических установок варьируется от 2 м до 11 м, что соответствует значениям GCR от 0,73 до 0,08.

«Увеличение расстояния может позволить использовать более широкий спектр культур и больше типов сельскохозяйственного оборудования в сельскохозяйственных фотоэлектрических системах», — сказал Джордан Макник, который возглавляет другой исследовательский проект NREL, посвященный сельскохозяйственным фотоэлектрическим системам. «Это может сделать эти разнесенные солнечные системы более рентабельными и совместимыми с крупномасштабным сельским хозяйством».

С помощью моделирования команда определила оптимальную приведенную стоимость энергии (LCOE) в размере $0,29/кВт·ч при расстоянии между рядами от 4,83 до 7,34 м. LCOE составила $0,33/кВт·ч для расстояния в два метра и $0,36/кВт·ч для расстояния в 11 метров.

Команда обнаружила, что наибольшие улучшения LCOE наблюдались в климате с низкими среднегодовыми температурами окружающей среды и умеренными или высокими среднегодовыми скоростями ветра в Соединенных Штатах. Они представили модель в своем недавнем исследовании «Техноэкономический анализ конвективного охлаждения фотоэлектрических массивов путем изменения расстояния между массивами», опубликованном в журнале IEEE Journal of Photovoltaics.

Другие рекомендации по использованию конвективного охлаждения солнечных модулей включают размещение фотоэлектрических панелей близко друг к другу, а также учет направления ветра и наклона модуля.