Koreańczycy znaleźli sposób na problem zacienienia paneli fotowoltaicznych opracowany

Koreańczycy znaleźli sposób na problem zacienienia paneli fotowoltaicznych opracowany
Autor Olaf Kaźmierczak
Olaf Kaźmierczak12.01.2024 | 6 min.

Koreańczycy znaleźli sposób na problem zacienienia paneli fotowoltaicznych opracowany. Naukowcy z Korei Południowej zmodyfikowali budowę pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego, dzieląc je na mniejsze elementy i łącząc w nowy sposób. Dzięki temu udało im się zredukować wrażliwość paneli PV na częściowe zacienienie, na przykład przez budynki w środowisku miejskim. To ważny krok naprzód w rozwoju fotowoltaiki, gdzie problem zacienień ogranicza wydajność systemów słonecznych.

Mniejsze ogniwa fotowoltaiczne

Koreańscy naukowcy z Instytutu Badań nad Elektrotechnologią postanowili zmierzyć się z problemem częściowego zacienienia paneli fotowoltaicznych, które znacząco obniża ich wydajność. W tym celu zmodyfikowali budowę pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego, dzieląc je na mniejsze elementy o kształcie prostokątnym lub trójkątnym.

Zamiast standardowego ogniwa o wymiarach 60 x 60 mm, naukowcy przygotowali zestaw 144 miniaturowych ogniw trójkątnych lub prostokątnych o powierzchni 15 x 20 mm każde. Następnie połączyli je szeregowo w 12-elementowe zespoły, a te z kolei równolegle, otrzymując pełnowymiarowy moduł fotowoltaiczny. Taki podział na mniejsze elementy miał zapewnić większą odporność panelu na częściowe zacienienie.

Testowanie modułów w symulatorze

Przygotowane w ten sposób moduły fotowoltaiczne zostały przetestowane przy użyciu specjalnego oprogramowania symulacyjnego. Program modelował różne scenariusze zacienienia panelu, zarówno całościowego, jak i częściowego. Następnie porównano wyniki symulacji z rezultatami uzyskanymi dla standardowych modułów fotowoltaicznych.

Okazało się, że moduły oparte na mniejszych ogniwach były znacznie mniej wrażliwe na cienie, a ich spadek wydajności był o wiele mniejszy niż w przypadku paneli tradycyjnych. Potwierdziło to słuszność zaproponowanych modyfikacji i wskazało na duży potencjał takiego rozwiązania.

Modyfikacje kształtu pojedynczego ogniwa

Koreańscy naukowcy przetestowali dwa warianty podziału standardowego ogniwa fotowoltaicznego na mniejsze elementy. W pierwszym podejściu ogniwo 60 x 60 mm pocięli na 12 mniejszych ogniw prostokątnych o wymiarach 15 x 20 mm. W drugim wariancie powstało 12 mniejszych ogniw, ale tym razem o kształcie trójkąta równobocznego.

Oba rodzaje miniaturowych ogniw połączono w identyczny sposób w gotowe moduły i poddano testom. Okazało się, że zarówno ogniwa prostokątne, jak i trójkątne radziły sobie lepiej z cieniowaniem niż tradycyjne panele. Jednak to wariant z ogniwami trójkątnymi minimalnie lepiej zniósł symulowane zacienienie.

Dowodzi to, że nie tylko podział na mniejsze elementy, ale również ich optymalny kształt mają znaczenie dla odporności panelu fotowoltaicznego na niekorzystny czynnik w postaci cienia.

Czytaj więcej: Kolejny kraj UE bez VAT dla prosumentów: kiedy to się zdarzyło?

Łączenie miniogniw w większe struktury

Aby z powstałych miniaturowych ogniw fotowoltaicznych złożyć gotowy moduł, naukowcy połączyli je najpierw szeregowo w 12-elementowe zespoły. Dzięki temu każdy zespół miał parametry zbliżone do pojedynczego, tradycyjnego ogniwa. Następnie takie zespoły połączono równolegle, otrzymując cały panel o parametrach porównywalnych z klasycznym modułem fotowoltaicznym.

Taki sposób łączenia miniaturowych ogniw w większą strukturę pozwolił nie tylko zachować właściwości całego panelu, ale też – a może przede wszystkim – zapewnić mu lepszą odporność na częściowe zacienienie. Gdy na którąś z części modułu pada cień, pozostałe nadal mogą pracować z dobrą wydajnością.

Korzyści wynikające z budowy modułu

Podsumowując, запроєктована корейськими вченими структура фотоелектричного модуля, що складається з великої кількості мініатюрних комірок, з'єднаних в групи і блоки, має такі переваги:

  • Вища стійкість до часткового затінення в порівнянні зі звичайними модулями.
  • Можливість ефективної роботи в умовах щільної міської забудови зі складними тінями.
  • Потенціал для збільшення вироблення електроенергії на 50-200% в залежності від умов експлуатації.

Тестування підтвердили правильність концепції розробників. Подальші дослідження дозволять оптимізувати це рішення і розширити його практичне застосування.

Mniejsza wrażliwość na cieniowanie

Koreańczycy znaleźli sposób na problem zacienienia paneli fotowoltaicznych opracowany

Głównym celem modyfikacji w budowie pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego było zmniejszenie wrażliwości paneli słonecznych na niekorzystny wpływ częściowego zacienienia. Problem ten jest szczególnie dotkliwy w przypadku instalacji zlokalizowanych na obszarach miejskich, gdzie cienie rzucane przez budynki i inne obiekty są nieuniknione.

Przeprowadzone testy zdecydowanie potwierdziły, że panele tworzone z połączonych ze sobą miniaturowych ogniw fotowoltaicznych radzą sobie ze zjawiskiem częściowego zacienienia znacznie lepiej niż konwencjonalne moduły. Nawet jeśli część panelu znajdzie się w cieniu, to pozostała, niezacieniona część będzie nadal pracować z dobrą wydajnością.

Dzięki temu straty energii spowodowane zacienieniami mogą zostać ograniczone nawet o 50-200% w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań. To bardzo dobra wiadomość zarówno dla producentów paneli fotowoltaicznych, jak i firm oraz osób inwestujących w systemy PV.

Zastosowanie w warunkach miejskich

Opracowane przez koreańskich badaczy moduły fotowoltaiczne ze względu na swoją wysoką odporność na cieniowanie szczególnie nadają się do zastosowań w środowisku miejskim. W gęstej zabudowie mieszkaniowej i biurowej uniknięcie cieni jest praktycznie niemożliwe. Dlatego tutaj najlepiej sprawdzą się właśnie panele złożone z miniaturowych, połączonych ze sobą ogniw.

Nowe rozwiązanie pozwoli maksymalizować produkcję energii elektrycznej przez instalacje fotowoltaiczne zlokalizowane na dachach i elewacjach budynków w centrach miast. Może być z powodzeniem stosowane w przypadku zarówno dużych elektrowni PV, jak i niewielkich, indywidualnych systemów montowanych na budynkach mieszkalnych. Daje to szerokie możliwości aplikacji.

Wyniki badań koreańskich naukowców z pewnością przyczynią się do szerszego upowszechnienia fotowoltaiki w zastosowaniach miejskich, gdzie do tej pory problemy ze znacznym zacienieniem stanowiły istotną barierę. Opracowana przez nich koncepcja budowy panelu fotowoltaicznego ma więc duży potencjał wdrożeniowy.

Podsumowanie

Przedstawione w artykule badania koreańskich naukowców pokazują, że problem częściowego zacienienia paneli fotowoltaicznych można skutecznie ograniczyć poprzez zmianę konstrukcji pojedynczego ogniwa. Podział na mniejsze elementy i odpowiednie połączenie ich w moduł znacząco zwiększa odporność panelu na niekorzystne cienie.

Przeprowadzone symulacje potwierdzają słuszność zaproponowanego podejścia. Nowatorskie rozwiązanie radzi sobie ze zjawiskiem częściowego zacienienia o wiele lepiej niż standardowe moduły PV. Pozwala to ograniczyć straty energii nawet o połowę w trudnych warunkach miejskich.

Opisywana technologia ma duży potencjał wdrożeniowy. Może przyczynić się do szerszego wykorzystania fotowoltaiki w gęstej zabudowie centrów miast, gdzie dotąd problemy ze znacznym zacienieniem stanowiły barierę. Korzyści odniosą zarówno producenci paneli słonecznych, jak i osoby inwestujące w instalacje PV.

Dalsze badania pozwolą jeszcze bardziej udoskonalić i zoptymalizować to obiecujące rozwiązanie. Jednak już teraz wyniki osiągnięte przez koreańskich naukowców stanowią przełom i pozytywny impuls dla rozwoju fotowoltaiki.

Najczęstsze pytania

W tym rozwiązaniu standardowe ogniwo dzieli się na 12 mniejszych elementów, które łączy się w nowy sposób tworząc moduł PV. Dzięki temu, gdy na część panelu pada cień, pozostała jego część wciąż pracuje, co ogranicza straty energii.

Najlepsze rezultaty osiągnięto dzieląc ogniwo na elementy trójkątne lub prostokątne. Wariant z ogniwami trójkątnymi minimalnie lepiej zniósł testy z symulowanym zacienieniem.

Ze względu na większą odporność na zacienienie panele z mniejszych ogniw idealnie nadają się do montażu w warunkach miejskich, gdzie cienie są nieuniknione. Pozwalają maksymalizować produkcję energii.

Modyfikacja budowy ogniw i paneli może nieco podnieść koszty produkcji w porównaniu do standardowych modułów PV. Jednak zysk w postaci większej odporności na zacienienie powinien to zrekompensować.

Na razie przeprowadzono symulacje i testy laboratoryjne, które potwierdzają słuszność koncepcji. Konieczne są jednak dalsze badania nad optymalizacją i udoskonaleniem pomysłu. Docelowo technologia ma duży potencjał rynkowy.

5 Podobnych Artykułów

  1. Panele fotowoltaiczne 300W - sprawdź dlaczego to idealny wybór dla Twojego domu
  2. Polskie spory o agrofotowoltaikę - kto ma rację?
  3. Polskie instalacje OZE Better Energy - 236 MW i wzrost energii odnawialnej
  4. Jak online złożyć wniosek o zwiększenie mocy przyłączeniowej PGE?
  5. Zasada działania fotowoltaiki i paneli fotowoltaicznych - jak to działa?
tagTagi
shareUdostępnij artykuł
Autor Olaf Kaźmierczak
Olaf Kaźmierczak

Ekologia i życie na wsi to moje ulubione tematy. Na blogu znajdziesz wiele artykułów na ten temat, a także porady dotyczące odnawialnych źródeł energii i budownictwa.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze(0)

email
email

Polecane artykuły