Wetenschappers van de Hanbat National University in Zuid-Korea hebben onderzocht hoe de prestaties van in gebouwen geïntegreerde fotovoltaïsche (BIPV) jaloezieën worden beïnvloed door de schaduw die door de jaloezielamellen zelf wordt geproduceerd en hebben ontdekt dat een kantelhoek van 90 graden dit effect sterk kan verminderen.
"Wat dit onderzoek onderscheidt, is de nadruk op schaduweffecten in de context van PV-jaloezieën, een factor die vaak over het hoofd wordt gezien", zegt de corresponderende auteur van het onderzoek, Jongho Joon. "Ondanks de algemene lof voor het vermogen van PV-jaloezieën om potentieel meer stroom te genereren dan vaste PV-modules vanwege hun instelbare hoeken, vestigt het onderzoek de aandacht op de substantiële vermindering van de operationele prestaties die kan optreden als gevolg van schaduweffecten tussen, boven en onder jaloezielamellen ."
De onderzoekers vergeleken de prestaties van een PV-jaloezie met een vaste hoek die werkt onder verticale en hellende omstandigheden onder verticale en hellende omstandigheden met de prestaties van een BIPV-referentiemodule met een vaste hoek. Ze gebruikten zowel een experimentele veldfaciliteit als een simulatiemodel om scenario's uit de echte wereld weer te geven.
"Om de straling te meten die aan de geïnstalleerde module werd geleverd, werden drie pyranometers geïnstalleerd op respectievelijk 30 graden, 90 graden en 0 graden voor hellende, verticale en horizontale vlakken", specificeerden de wetenschappers.
De onderzoekers ontdekten dat, afgezien van een hoekinstelling van 90-graden, de PV-jaloezieën aanhoudend minder stroomopbrengst genereerden dan de referentiemodule bij wisselende hoeken. Normaal gesproken is de optimale hoek voor PV-systemen in Korea 30 graden.
"Intrigerend genoeg produceerden de PV-jaloezieën piekvermogen bij deze hoek van 30 graden, maar er werd ook een aanzienlijk verschil in vermogensopbrengst vergeleken met de referentiemodule opgemerkt", legt Joon uit. "Dit geeft aan dat een verhoogde stroomopbrengst meer uitgesproken zelfbeschaduwende effecten produceert in PV-jaloezieën."
De wetenschappers vergeleken de vermogensopbrengst van PV-jaloezieën bij hun maandelijkse optimale hoeken met de vaste referentiemodule ingesteld op 30 graden of 90 graden. De PV-jaloezieën presteerden beter dan de referentiemodule die in een hoek van 90-graden was bevestigd, maar hun vermogensopbrengst was 13 tot 21 procent lager dan bij een hoek van 30-graden.
"Deze bevindingen suggereren dat het aanpassen van de hoek van PV-jaloezieën de efficiëntie van de energieopwekking zou kunnen verbeteren, hoewel er beperkingen waren vanwege de zelfbeschaduwende effecten veroorzaakt door de bovenste lamellenmodule", benadrukten de wetenschappers.
De onderzoeksgroep onderzocht ook scenario's waarin gebruikers de hoek van PV-jaloezieën verkeerd zouden kunnen instellen. Ze vergeleken de energieopbrengst van PV-jaloezieën die elke maand op hun minst optimale hoek waren ingesteld met de referentielamelmodule die op 30 graden of 90 graden was vastgezet. Het vond uitgesproken verschillen in de prestaties van energieopwekking. De referentiemodule op 30 graden leverde 83-86 procent meer vermogen op dan de verkeerd uitgelijnde PV-jaloezieën, terwijl hij 14-28 procent minder energie opwekte dan de referentiemodule die vast stond op 90 graden.
"Dit onderstreepte het belang van het nauwkeurig instellen van de hoek van PV-jaloezieën om de stroomopwekking te maximaliseren", aldus de academici.
Ze presenteerden het nieuwe concept in de studie "Power performance assessment of PV blinds system considering self-shading effects", gepubliceerd inZonne energie.
"Het is belangrijk op te merken dat de resultaten geen rekening hielden met de effecten van serie-parallelle verbindingen tussen lamelmodules en bypass-diodes, " zei Yoon, verwijzend naar de toekomstige richtingen van het onderzoek. "Daarom kan het opnemen van deze factoren onder reële omstandigheden mogelijk de energieopwekkingsefficiëntie van PV-jaloezieën verminderen."
