Νέα έρευνα από το ισπανικό Πανεπιστήμιο της Αλκάλα αποκαλύπτει ότι οι υψηλότερες ταχύτητες ανέμου μπορεί να οδηγήσουν σε αναντιστοιχία και απώλειες απόδοσης ισχύος σε ηλιακούς σταθμούς.
Στο κείμενο με τίτλο "Απώλειες ενέργειας σε φωτοβολταικές γεννήτριες λόγω μοτίβων ανέμου", που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Communications Engineering, οι ερευνητές αμφισβητούν τη συμβατική πεποίθηση ότι η αυξημένη ταχύτητα ανέμου ωφελεί τις επίγειες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις ενισχύοντας την ψύξη των ηλιακών μονάδων.
«Σε αυτές τις προηγούμενες περιπτώσεις, η μονάδα διεπαφής/ροή αέρα είναι μικρή για να εκτιμηθεί η πλήρης ανάπτυξη ροής αέρα σε φυσικές συνθήκες», είπαν οι επιστήμονες. «Σε μεγάλες φωτοβολταϊκές γεννήτριες που εκτίθενται σε μοτίβα ανέμου, η θερμοκρασία της μονάδας εξαρτάται από τη θέση της στο εσωτερικό τους, καθώς η ροή αέρα επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο η μονάδα ανταλλάσσει θερμότητα μαζί της. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η αύξηση της ταχύτητας του ανέμου δεν έφερε απαραίτητα την καλύτερη απόδοση Φ/Β».
Η έρευνα
Οι ερευνητές διεξήγαγαν πραγματικές μετρήσεις σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που βρίσκεται στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Μαδρίτης, αποτελούμενο από 21 μονάδες νότιου προσανατολισμού, καθεμία με ισχύ 245 W. Χρησιμοποίησαν μια θερμογραφική κάμερα για να μετρήσουν τις παροδικές θερμοκρασίες που προκύπτουν από ελαφρές διακυμάνσεις του ανέμου σε ένα μόνο στοιχείο. Επιπλέον, η θερμοκρασία και η τάση καταγράφηκαν σε διάφορα σημεία του φωτοβολταϊκού συστήματος χρησιμοποιώντας ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης.
Τα ευρήματά τους υποδεικνύουν ότι όταν το σύστημα αντιμετωπίζει αντίθετους ανέμους, αντιμετωπίζει μεγαλύτερες απώλειες αναντιστοιχίας σε σύγκριση με τους ανέμους που έρχονται από πίσω. Συγκεκριμένα, η ημερήσια απώλεια ενέργειας με αντίθετους ανέμους ήταν 0,28%, ενώ οι ουραίοι άνεμοι μείωσαν την παραγωγή ενέργειας κατά 0,21%. Κάτω από τις ίδιες συνθήκες, αλλά με χαμηλότερες ταχύτητες ανέμου, οι αντίθετοι άνεμοι είχαν ως αποτέλεσμα απώλεια ασυμφωνίας 0,25%, ενώ οι ουραίοι άνεμοι προκάλεσαν απώλεια 0,17%. Τις ημέρες με πολύ χαμηλό ή καθόλου άνεμο, η παρατηρούμενη απώλεια ήταν 0,13%.
"Με άλλα λόγια, μειώνονται οι απώλειες ενέργειας με την ταχύτητα του ανέμου», ανέφερε η ομάδα. «Αυτό το προφανές αντίθετο επιχείρημα ακολουθεί τη θεωρία της μηχανικής των ρευστών, καθώς η αλληλεπίδραση ανέμου με τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια προκαλεί διακυμάνσεις της ροής αέρα που τροποποιούν τη μεταφορά θερμότητας από τις μονάδες στον αέρα. Η θερμική συμπεριφορά που οδηγεί σε αυτές τις απώλειες είναι εγγενώς συνδεδεμένη με τις ιδιότητες ροής αέρα».
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι μηνιαίες απώλειες αναντιστοιχίας ακολουθούν τα ίδια μοτίβα με τις ημερήσιες απώλειες.
«Καθώς η τυπική διάρκεια ζωής ενός φωτοβολταϊκού σταθμού μπορεί να διαρκέσει μερικές δεκαετίες, αυτό πρέπει να αποτελεί μια σημαντική πηγή αβεβαιότητας για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία των φωτοβολταϊκών σταθμών», εξήγησαν. «Αυτό υποδηλώνει ότι τα μέχρι τώρα υποτιμημένα τοπικά μοτίβα ανέμου για εκτιμήσεις ενέργειας πρέπει να ληφθούν υπόψη για μια σωστή εκτίμηση της ενέργειας κατά τη διάρκεια ζωής τους».
