Een groep onderzoekers onder leiding van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China heeft de invloed van de rijafstand van zonnepanelen op de temperatuur en efficiëntie van een PV-systeem onderzocht en heeft ontdekt dat een te grote rijafstand geen significante rol speelt bij het koelen van de panelen via thermische convectie. en het verhogen van de energieopbrengst.
"In plaats daarvan ontdekten we dat de bestraling een belangrijke rol speelt in de PV-opbrengst vergeleken met de windsnelheid en de rijafstand", zegt Long Shi, de hoofdauteur van het onderzoek. "Daarom is het garanderen van volledige instraling de belangrijkste overweging bij het ontwerpen van PV-energiecentrales. Op deze basis kan een redelijke opstelling van de installatiemodus van de PV-array de passieve koeling tot op zekere hoogte verbeteren."
Shi legde ook uit dat uit het onderzoekswerk bleek dat een grotere rijafstand bij buitentests niet het verwachte koeleffect opleverde. "Daarom is het in praktische toepassingen alleen nodig om ervoor te zorgen dat er geen schaduw is tussen de aangrenzende rijen PV-arrays, en het mogelijke koeleffect veroorzaakt door een te grote rijafstand mag niet worden nagestreefd tijdens de praktische opstelling."
De wetenschappers voerden hun experimenten uit op een PV-array bestaande uit 30 modules, opgesteld met liggende oriëntatie in 3 kolommen en 10 rijen. De minimale rijafstand was 0,98 m, wat er volgens hen voor zorgde dat er geen afscherming was tussen de componenten van de PV-array tussen 09:00 en 15:00 tijdens de winterzonnewende op het noordelijk halfrond.
"Om de benuttingsgraad van het land te verbeteren, moet de rijafstand zo klein mogelijk zijn", merkten ze ook op. "IEC 62548–1:2023 en IEC TS 62738–2018 bepalen de minimale rijafstand om te voorkomen dat er schaduw ontstaat tussen de twee aangrenzende rijen PV-arrays." Ze voerden de metingen uit via een weerstation, thermokoppels en een vermogensmeter van 10 juni 2023 tot 5 september 2023. "De rijafstand werd tijdens de monitoringsperiode regelmatig aangepast om seizoensinvloeden van de buitenluchttemperatuur en windsnelheid te voorkomen."
Uit de experimentreeksen bleek dat, in tegenstelling tot de aanvankelijke verwachtingen, het vergroten van de rijafstand het effect van convectieve warmteoverdracht niet verhoogde. Het had alleen een gunstig effect als de instraling lager was dan 400 W/m2, terwijl het effect boven deze drempel verwaarloosbaar was.
De analyse toonde ook aan dat de opbrengst van het PV-systeem met wel 3,9% zou kunnen groeien als de rijafstand wordt verhoogd tot 1,5 keer de minimumdrempel, waarbij de oppervlaktetemperatuur met 1,86 C daalt en de PV- en stroomopbrengst met 3,53% toenemen als de windsnelheid steeg van 0 naar 2,4 m/s.
De wetenschappers concludeerden dat grotere ruwe afstanden moeten worden vermeden, omdat de beperkte effecten ervan het grotere landgebruik niet compenseren. Ze stonden er liever op om rekening te houden met factoren als directe instraling en windsnelheid om de output van het systeem te verbeteren.
"De grootschalige experimentele resultaten van dit onderzoek op grote schaal bieden een referentie voor het ontwerpen van PV-energiecentrales", legt Shi uit. "De gemiddelde relatieve fout van het temperatuurvoorspellingsmodel in dit onderzoek is slechts 5,4%, en die van het vorige model is bijna 20,0%. Via het model in dit onderzoek kan de invloed van omgevingsomstandigheden en installatie parameters op PV kunnen nauwkeuriger worden gekwantificeerd."
